Turbina de vapor

Unaturbina de vaporés un aparell mecànic que transforma l'energia tèrmicacontinguda en el vapor a pressió enenergia mecànicarotatòria. Els dissenys contemporanis estan inspirats en la turbina inventada per l'enginyer anglèsCharles Parsonsl'any 1884.^[1]

Aquestvapores genera en unacaldera,on es genera vapor atemperaturaipressiómolt elevades. En laturbinaes transforma l'energia interna del vapor enenergia mecànicaque, típicament, és aprofitada per ungeneradorper produirelectricitat.

Usos

Generació d'electricitat

Instal·lació industrial del 1910 que combina una turbina de vapor (dreta) i un generador elèctric (esquerra) i que era capaç de produir 250 kW.

Les centrals elèctriques basades en la producció de vapor a alta temperatura (centrals tèrmiques,nuclears,geotèrmiques, algunes solars tèrmiques, etc.) utilitzen turbines de vapor connectades ageneradors elèctricsper produir vora el 80% de l'electricitat del planeta.

Les turbines per producció elèctrica solen estar acoblades directament al seu generador. Com que els generadors han de rotar a velocitats síncrones respecte a la freqüència del sistema elèctric les velocitats de rotació més habituals són de 3.000rpmper a sistemes de 50Hzi 3.600 rpm per sistemes de 60 Hz. Com que els reactors nuclears operen a temperatures més baixes i amb menys pressió de gas que les centrals tèrmiques solen operar a la meitat de velocitat de rotació, però amb generadors de 4 pols.^[2]

ElTurbinia,de l'any 1894, va ser el primer vaixell propulsat mitjançant turbina de vapor

Propulsió marina

En els vaixells la propulsió basada en turbines de vapor té múltiples avantatges respecte alsmotors d'explosió:mida i pes menor per la mateixa potència, menys manteniment i menys vibracions. Tot i això una turbina de vapor tan sols és eficient a altes velocitats de rotació (de l'ordre de milers de revolucions per minut), mentre que la majoria d'hèlixsestan dissenyades per operar a menys de 100 rpm. Per això són necessàries transmissions precises i complexes (i amb un cost elevat).

Una alternativa és l'ús de propulsió turbo-elèctrica, en la qual les turbines generen energia elèctrica com en una central energètica i aquesta és utilitzada per alimentarmotors elèctricsque mouen les hèlixs. Tot i que el cost de fabricació és més gran aquest és rendible, ja que els costos de consum energètic i de manteniment són menors al d'un motor de combustió de potència equivalent. Cal dir però que elsmotors dièselsón capaços d'una major eficiència: les turbines a vapor encara no arriben a una eficiència d'un 50%, mentre que els motors dièsel superen sovint aquest nivell (sobretot en sistemes de propulsió marina).^[3]^[4]^[5]

Referències.

AWikimedia Commonshi ha contingut multimèdia relatiu a:Turbina de vapor

↑«Sir Charles Algernon Parsons» (en anglès). Encyclopaedia Britannica. [Consulta: 31 agost 2012].
↑ Leyzerovich,Alexander.Wet-steam Turbines for Nuclear Power Plants.Tulsa OK: PennWell Books, 2005, p. 111.ISBN 978-1-59370-032-4.
↑«MCC CFXUpdate23 LO A/W.qxd» (PDF). Arxivat de l'originalel 2012-03-23. [Consulta: 12 setembre 2010].
↑«New Benchmarks for Steam Turbine Efficiency - Power Engineering». Pepei.pennnet. Arxivat de l'originalel 2009-09-18. [Consulta: 12 setembre 2010].
↑^{[enllaç sense format]}https:// mhi.co.jp/technology/review/pdf/e451/e451021.pdf

[1] «Sir Charles Algernon Parsons» (en anglès). Encyclopaedia Britannica. [Consulta: 31 agost 2012].

[2] Leyzerovich,Alexander.Wet-steam Turbines for Nuclear Power Plants.Tulsa OK: PennWell Books, 2005, p. 111.ISBN 978-1-59370-032-4.

[3] «MCC CFXUpdate23 LO A/W.qxd» (PDF). Arxivat de l'originalel 2012-03-23. [Consulta: 12 setembre 2010].

[4] «New Benchmarks for Steam Turbine Efficiency - Power Engineering». Pepei.pennnet. Arxivat de l'originalel 2009-09-18. [Consulta: 12 setembre 2010].

[5] {[enllaç sense format]}https:// mhi.co.jp/technology/review/pdf/e451/e451021.pdf

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]