TURBINAS Álabes

Álabes

Un álabe es la paleta curva de una turbomáquina o máquina de fluido rotodinámica. Forma parte del rotor  y, en caso de los álabes estatóricos, también del difusor o del distribuidor. Los álabes desvían el flujo de corriente, bien para la transformación entre energía cinética y energía de presión por el principio de Bernoulli, o bien para intercambiar cantidad de movimiento del fluido con un momento de fuerza en el eje.


Todos lo turbomotores poseen dos tipos de álabes:

• Rotóricos (blades)
• Estatóricos (también llamados vanos)

Corte y vista del interior de un álabe de turbina.

En el caso de las máquinas generadoras, esto es, bombas y compresores, los álabes rotóricos transforman la energía mecánica del eje en entalpía. En las bombas y compresores con difusor, los álabes del estator recuperan energía cinética del fluido que sale del rotor para aumentar la presión en la brida de impulsión. En las bombas, debido al encarecimiento de la máquina que ello conlleva, se dispone de difusor únicamente cuando obtener un alto rendimiento es muy importante, por ejemplo en máquinas de mucha potencia que funcionan muchas horas al año.

Álabes de un compresor axial.

En las máquinas motoras, ya sean turbinas hidráulicas o térmicas, la rueda transforma parte de la entalpía del fluido en energía mecánica en el eje. Los álabes estatóricos o vanos del distribuidor conducen la corriente fluida a la rueda con una velocidad adecuada en módulo y dirección, transforman parte de la energía de presión en energía cinética y, en aquellos casos en que los álabes son orientables, también permiten regular el caudal.

Paquetes de vanos formados por álabes estatóricos .

Álabes rotóricos.

Álabes rotóricos.

Álabes estatóricos.

En la zona caliente de la turbina, las llamadas "cajas de toberas" que guían los gases provenientes de las cámaras de combustión hacia las turbinas de alta y baja presión, están formadas por álabes individuales especiales y con refrigeración interna para soportar las altas temperaturas de los gases que pasan a través de ellos.

Álabe estatórico de entrada de gases a una de las turbinas de un turbomotor.

Particularidades de un álabe de zona caliente:

• Diseño que debe soportar gran estrés térmico.
• Refrigeración de los álabes el calor es transferido desde la superficie del álabe al aire refrigerante mediante métodos convectivos, o por el paso de aire por la superficie interna a través de orificios existentes en los álabes.
• Materiales: Aleaciones en base a Niquel. Pequeños contenidos de cromo mejoran mucho su resistencia a la corrosión.
• Se utilizan álabes monocristalinos para evitar problemas de bordes de granos, que por las condiciones de operación generan problemas de creep, fatiga, stress, etc.

Evolución en el diseño de refrigeración de vanos guías.

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FUENTES:

M.J.D.

http://www.turbinasdegas.com/alabes

EDUARDO SANES "Turbinas de Gas"