Diseño de una turbina a gas de 3,500 kw. para locomotora

Abstract

Teniendo en cuenta el gran avance de las turbinas de gas en aplicaciones de transporte, tanto en la aviación, marítimo y terrestre; el objeto de este trabajo es diseñar una turbina de gas para locomotora. con 3;500 Kw. efectivos, a un régimen normal de: 3,600 RPM y estudiar su comportamiento, bajo la influencia de los parámetros de entrada. HISTORIA La turbina de gas a través de la historia ha tenido una evolución bastante complicada sacrificada por parte de sus proyectistas; hasta llegar a nuestra época en que se ha constituido en una de las fuentes de energía mecánica – eléctrica más económica comparada con la fuente Diesel y la turbina de vapor. El primer aparato que puede relacionarse con la turbina de gas fue ideado por Herón de Alejandría por los años 130 A.C. que la describió en su libro de aparatos mecánicos "De Automatics''. El principio de esta máquina rudimentaria era de impartir movimiento a las figuras de un Altar, se basa va en el efecto de impulso conseguido por calentamiento de aire fig. 1. Por el siglo XVII un Obispo Inglés ideó el g "Gato Humano" que era prácticamente idéntico al molino de viento. Consistió en un molino horizontal colocado en la parte más angosta de una chimenea el movimiento giratorio; se obtenía por la incidencia de los gases de la chimenea sobre la rueda de paletas a ciencia cierta no se sabe para qué fines. En noviembre de 1791 el Inglés John Barbar patentó la primera turbina de gas, que no llegó a construirse; ésta comprendía: Generador de gas, compresor de gas y aire, cámara de combustión, rueda de paletas y engranaje reductor de velocidad. Fig. 2. Cabe acotar que en esta época la sustitución de la energía mecánica por la humana era una necesidad económica. En 1808 John Dumbell también inglés patentó un dispositivo que fue prototipo de la turbina de gas tipo explosión, los productos de combustión de un quemador de carbón atravesaban el rotor de una turbina provista de varias filas de paletas, además era poco propicia desde el punto de vista que solo contenía paletas; rotativas sin elementos guías o directrices. En 1837 Breasen patentó en Paris una máquina cuyas características se parecen a la de Armengaud y Lemale que se va a mencionar después consta de un ventilador, cámara de combustión (combustible gaseoso); los productos enfriados por aire sobrante se dirigían a una rueda giratoria en forma de chorro. Fornihough en 1850 obtuvo una patente de una turbina de gas, en 1861 M.A.F. Mennons patentó una turbina de gas de ciclo abierto con combustible sólido, incluía hasta un generador. El Dr. F. Stolze en 1872 patentó una turbina llamada "Turbina de Fuego)" que no es más que una aplicación a la turbina de los motores de aire caliente que estaban en auge por esa época; por esos años, James Prescott Youle científico Inglés Y George Brayton Ing. Bostociano propusieron el ciclo que es el prototipo ideal de las unidades actuales.