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245	1	0	_aTurbomáquinas de fluido compresible : _bturbocompresores, turbinas de gas, turbinas de vapor / _cManuel Polo Encinas.
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505	8	0	_aCONTENIDO Nomenclatura 13 Sistema Internacional de Unidades (SI) 15 I. PRINCIPIOS TEORICOS GENERALES Capítulo 1. Los fluidos compresibles en las conversiones de la energía 19 1.1. Características del fluido compresible 19 1.2. Definición de turbomáquinas de fluido compresible. Tipos fundamentales 19 1.3. Importancia de las turbomáquinas de fluido compresible en las conversiones de la energía 19 1.4. Métodos de estudio de las turbomáquinas 23 Capítulo 2. Fundamentos de la dinámica de los fluidos compresibles 25 2.1. Ecuación dinámica para el flujo estable unidimensional 25 2.2. Velocidad de la onda elástica. Relación con el módulo de elasticidad. Velocidad del sonido en un gas ideal 27 2.3. Número de Mach. Flujos subsónicos, transónicos y supersónicos 29 2.4. Efectos de la variación del área de paso. Toberas y difusores 31 2.5. Flujo de gases ideales en proceso isoentrópico en toberas y difusores. Valores críticos 34 2.6. Variación de la presión, de la velocidad, del volumen específico, de la temperatura y del flujo de masa en una tobera 40 2.7. Rendimiento de una tobera 43 2.8. Flujo de fluidos compresibles por ductos de sección constante, sin fricción y con transferencia de calor. Curvas Rayleigh 45 2.9. Flujo de fluidos compresible por ductos de sección constante, con fricción y en proceso adiabático. Curvas Fanno 52 2.10. Ondas de choque normal 60 Capítulo 3. Transferencia de energía entre el fluido y máquina. Parámetros característicos 65 3.1. Componentes de la velocidad absoluta. Diagramas vectoriales 65 3.2. Ecuación de Euler de la transferencia de la energía 66 3.3. Ecuación de la transferencia de energía bajo la forma de componentes energéticas 69 3.4. Grado de reacción 71 3.5. Similitud en las turbomáquinas 75 3.6. Leyes de las turbomáquinas. Parámetros característicos 76 3.7. Parámetros que caracterizan al fluido 76 3.8. Coeficientes de funcionamiento 77 3.9. Relación de Combe-Rateau. Coeficientes de velocidad. Valores unitarios 80 3.10. Velocidad específica 82 3.11. Conjugación de los parámetros del diseño: dimensiones y velocidad de giro 83 3.12. Rendimiento 84 3.13. Bases para una clasificación de las turbomáquinas 85 II. TURBOCOMPRESORES Capítulo 4. Compresores: Tipos y características generales 89 4.1. Definición e importancia de los compresores en el desarrollo tecnológico 89 4.2. Clasificación general de los compresores 90 4.3. Turbocompresores 90 4.4. Compresores reciprocantes o de pistón 97 4.5. Compresores rotativos positivos y bombas de vacío 97 4.6. Análisis comparativo de los distintos tipos de compresores 103 Capítulo 5. Procesos de compresión 105 5.1. Introducción 105 5.2. Procesos de compresión 105 5.3. Compresión politrópíca sin enfriamiento. Factor de recalentamiento. Rendimiento interno 105 5.4. Compresión politrópíca eliminando calor (con enfriamiento) 111 5.5. Compresión isotérmica, n igual a 1 112 5.6. Relación de presiones en un escalonamiento. Rendimiento interno 114 5.7. Proceso de compresión en varios escalonamientos. Ventajas de la división de la compresión 119 Capítulo 6. Características de operación de los turbocompresores centrífugos 125 6.1. Descripción de un turbocompresor centrífugo de un escalonamiento 125 6.2. Tipos de impulsores centrífugos 125 6.3. Energía transferida entre máquina y fluido. Influencia del ángulo beta de salida del alabe. Grado de reacción 129 6.4. Factor de reducción de la energía transferida o factor de deslizamiento 133 6.5. Característica teórica 136 6.6. Curvas características de operación 137 6.7. Influencia de las propiedades del fluido en las características de operación 138 6.8. Turbocompresor centrífugo de varios escalonamientos 140 6.9. Compresores centrífugos isotérmicos. Sistemas de enfriamiento 143 6.10. Control del proceso de operación de un turbocompresor centrífugo 152 Capítulo 7. Características de operación de los turbocompresores axiales 159 7.1. Definición y descripción de un turbocompresor axial 159 7.2. Funcionamiento del turbocompresor axial. Diagramas de velocidades 162 7.3. Ganancia teórica de presión en un escalonamiento 165 7.4. Grado de reacción y tipos de escalonamientos 167 7.5. Control del proceso de operación de un turbocompresor axial 176 7.6. Turbocompresor axial-radial 178 Capítulo 8. Parámetros para el diseño de turbocompresores. Selección de tipos 183 8.1. Consideraciones generales 183 8.2. Parámetros para el diseño de turbocompresores 183 8.3. Velocidad periférica, coeficiente de flujo y coeficiente de presión. Velocidad crítica 185 8.4. Normas para el diseño de turbocompresores 193 8.5. Adaptación a volúmenes de flujo diferentes 194 8.6. Selección del tipo de compresor: centrífugo o axial 194 8.7. Adaptación a diferentes presiones de operación 195 8.8. Adaptación a diferentes relaciones de presión: Número de escalonamientos 196 8.9. Materiales de construcción 197 8.10. Limpieza interna por inyección 197 8.11. Selección de turbocompresores isotérmicos 198 III. TURBINAS DE GAS Capítulo 9. Teoría general de la turbina de gas 211 9.1. Definición y partes esenciales de la turbina de gas 211 9.2. Desarrollo de la turbina de gas 212 9.3. Ciclos teóricos de la turbina de gas 214 9.4. Análisis termodinámico del ciclo Brayton simple. Rendimiento térmico 215 9.5. Relación óptima de presiones 217 9.6. Ciclo básico real de las turbinas de gas 223 9.7. Rendimiento del ciclo real de un motor de turbina de gas. Influencia de las temperaturas T3 y T1 y de los rendimientos nic y nit 225 9.8. Potencia específica y consumo específico de un motor de turbina de gas en función de T3 y de la relación de presiones 232 Capítulo 10. Ciclos prácticos en turbinas de gas 239 10.1. Ciclo Brayton regenerativo 239 10.2. Rendimiento térmico del ciclo Brayton estándar con regenerador 241 10.3. Rendimiento térmico de un motor de turbina de gas real con regenerador 245 10.4. Ciclo con enfriamiento intermedio en la compresión y con regenerador 249 10.5. Ciclo con recalentamiento intermedio en la expansión y con regenerador 253 10.6. Ciclos múltiples: con enfriamiento, recalentamiento y regenerador 257 10.7. Turbina de gas de ciclo cerrado 258 Capítulo 11. Combustión y combustibles en turbinas de gas 265 11.1. El proceso de combustión 265 11.2. Aire teórico para la combustión (At) o mezcla estequiométrica 266 11.3. Combustión con exceso de aire. Productos de la combustión 267 11.4. Combustibles usados en motores de turbina de gas 271 11.5. Cámara de combustión o combustor para turbinas de ciclo abierto. Consumos específicos en función del rendimiento térmico 274 11.6. Módulo combustor-intercambiador para turbinas de ciclo cerrado 277 Capítulo 12. Tipos y características de operación de las turbinas de gas 281 12.1. Tipos de turbinas de gas 281 12.2. Turbinas de gas típicas 281 12.3. Análisis de una turbina de gas típica 282 12.4. Sistemas de regulación y control 291 12.5. Curvas características de operación con la regulación 295 Capítulo 13. Tendencias en el desarrollo de las turbinas de gas 303 13.1. Tendencias principales 303 13.2. Aumento de la potencia unitaria 303 13.3. Elevación de la temperatura T3 de entrada a la turbina. Materiales de construcción. Refrigeración de alabes 305 13.4. Reducción de depósitos, de la oxidación y de la corrosión 305 13.5. Incremento del rendimiento térmico 305 13.6. Aplicaciones de las turbinas de gas 307 13.7. Turbinas para aviación o para servicio industrial general. Costos 307 13.8. Turbinas de gas para automóviles 309 13.9. Motor de turbina de gas para autobuses y camiones 312 13.10. Tanques oruga con turbina de gas 317 IV. TURBINAS DE VAPOR Capítulo 14. Principios teóricos de la turbina de vapor. Ciclos 321 14.1. Definición 321 14.2. Importancia de la turbina de vapor 321 14.3. El ciclo Rankine o ciclo básico de la turbina de vapor 322 14.4. Rendimiento térmico del ciclo Rankine 324 14.5. Formas de incrementar el rendimiento térmico del ciclo. Parámetros fundamentales 328 14.6. Influencia de la temperatura de entrada en la turbina. Sobrecalentamiento del vapor 328 14.7. Alta presión de entrada y escalonamiento de la expansión con recalentamiento intermedio 331 14.8. Presión de salida de la turbina o presión en el condensador 336 14.9. Ciclo de vapor con regeneración 337 14.10. Expansión real. Rendimiento interno de la turbina 341 14.11. Ciclo Rankine con fluidos diferentes del agua 347 14.12. Ciclo binario de vapor de mercurio y vapor de agua 348 14.13. Fluidos para bajas temperaturas operando en ciclo Rankine 355 Capítulo 15. Ciclo combinado de gas y de vapor 357 15.1. Definición y fundamentación 357 15.2. Ciclo combinado gas-vapor clásico, con o sin quemado de combustible en el recuperador 357 15.3. Ciclo combinado gas-vapor, con generador de gases y de vapor, simultáneo, con aire a presión 361 15.4. Ciclo combinado gas-vapor con generador de gases de lecho fluidizado 362 15.5. Ciclo combinado gas-vapor, con turbina de vapor a contrapresión 363 15.6. Rendimiento térmico global de las plantas de ciclo combinado y costos de instalación 366 Capítulo 16. Tipos y características de las turbinas de vapor 369 16.1. Tipos de turbinas de vapor 369 16.2. Turbinas de impulso 371 16.3. Turbinas de impulso con escalonamientos de velocidad tipo Curtis 372 16.4. Turbinas de impulso con escalonamientos de presión tipo Rateau 372 16.5. Turbinas de reacción 374 16.6. Alabes, rotores y estatores de turbinas de vapor. Balanceo de rotores. Sellos de laberinto 375 16.7. Número de escalonamientos. Coeficiente de presión 383 16.8. Velocidad periférica. Diámetro del rotor 388 16.9. Regulación y control 390 16.10. Turbinas de vapor radiales 395 Capítulo 17. Generación del vapor 401 17.1. Generación del vapor para la turbina 401 17.2. Potencia de calentamiento de una caldera. Rendimiento 401 17.3. Tipos de calderas. Contaminantes 401 17.4. Calderas de lecho fluidizado 404 17.5. Combustibles para calderas de vapor 405 17.6. Consumos específicos, rendimiento de planta, costos 406 17.7 Condensadores 408 Capítulo 18. Plantas nucleoeléctricas 411 18.1. La reacción nuclear como fuente de calor útil 411 18.2. Reactores nucleares. Tipos 413 18.3. Reactores de agua ligera, LWR. Ciclo del combustible 414 18.4. Reactores de agua pesada, HWR 418 18.5. Reactores de alta temperatura, HTR 419 18.6. Reactores autogeneradores o de cría, FBR 419 18.7. Programas de desarrollo de los FBR 424 18.8. Turbinas para plantas nucleoeléctricas 425 19.9. Costos de plantas nucleoeléctricas 432 Apéndice 433 Bibliografía 441 índice alfabético 447 Tablas de vapor 434 Diagrama de Mollier 440
650			_aTURBOMAQUINAS DE FLUIDO COMPRESIBLE
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