Carburador Parte 2

Dispositivos de arranque en frío
Cuando el motor esta frío, el combustible que se suministra al motor por parte del carburador se condensa en las paredes de los colectores, por lo que el cilindro no le llega apenas combustible. Si a esto se añade la escasa succión que provocan los pistones cuando el motor de explosión es movido por el de arranque, tendremos una gran dificultad para conseguir que el motor de explosión se ponga en marcha. Para asegurar el arranque en frío se dispone de un sistema que aumenta la riqueza de la mezcla lo suficiente (r = 1/4), compensando así las perdidas de combustible por condensación en las paredes.
El sistema de arranque en frío se le llama comúnmente "estrangulador" o bien "starter".


Clasificación
Se pueden diferenciar varios sistemas de arranque en frío, por su forma de accionamiento (manuales y automáticos) y por su forma constructiva (estrangulador, starter):

1. Manuales: - starter; bistarter
                     - estrangulador
   El mando de puesta en funcionamiento y fuera de servicio es "manual".
   
   
2. Automáticos: - starter
                         - estrangulador
   El mando de puesta en funcionamiento y fuera de servicio es "automático".
   El elemento que abre o cierra el el starter o estrangulador puede ser un:
   - Lamina bimetálica
   - Elemento termodilatable
   Pueden calefactarse mediante agua, resistencia eléctrica o aire caliente.
   

Estrangulador manual: uno de los dispositivos mas empleados, consiste en una segunda mariposa de gases (1), colocada por encima del difusor, la cual puede ser cerrada mecánicamente por medio de una varilla o cable unido a un mando situado en el interior del habitáculo (salpicadero) y al alcance del conductor.
La mariposa del estrangulador va montada con su eje descentrado (5) y combinada por un sistema de varillas de unión con la mariposa de gases (6), de forma que, cuando se cierra la mariposa de estrangulación de aire, se abre un poco la mariposa de gases (abertura positiva), permitiendo un mayor numero de revoluciones del motor en su funcionamiento a ralentí y asegurando el funcionamiento del motor una vez arrancado.
El enriquecimiento de la mezcla (r = 1/4) se produce debido a que, al estar cerrada la entrada de aire por encima del difusor, la depresión creada por los cilindros no puede transmitirse al exterior. Esto crea una gran depresión a la altura del surtidor de combustible, con lo cual la succión en el mismo es grande, aportando al poco aire que deja pasar la mariposa estranguladora gran cantidad de combustible, lo que proporciona a la mezcla una dosificación muy rica, necesaria para el arranque del motor en estas condiciones.
Una vez arrancado el motor, cuando este aumenta de revoluciones, también aumenta la riqueza de la mezcla. Cuando disminuye la condensación (por calentamiento del motor), la succión de aire es mas fuerte, lo que hace que la mariposa estranguladora se abra parcialmente por efecto de su eje descentrado, permitiendo un mayor paso de aire que compensa el enriquecimiento de la mezcla, para que el motor no se ahogue por exceso de combustible.
Cuando el motor ha alcanzado su temperatura de régimen, hay que abrir la mariposa de arranque en frío, con lo cual la mariposa de gases vuelve a su posición normal de funcionamiento a ralentí.
En algunos carburadores se coloca sobre la mariposa estranguladora una "válvula empobrecedora" que controla la entrada de aire a medida que el motor toma revoluciones, permitiendo, a través de la misma, un mayor caudal de aire que compensa la riqueza de la mezcla a medida que el motor se calienta.

Starter manual: es el formado por un circuito auxiliar para arranque en frío. Se prescinde del la mariposa estranguladora y con un circuito auxiliar se alimenta directamente a los cilindros por debajo de la mariposa de gases. Para controlar este circuito se utiliza una válvula de cierre giratoria de mando manual que acciona el conductor desde el tablero de mandos.
Cuando se quiere arrancar el motor se abre la válvula de paso (4) formada por un disco con unos orificios que cuando coinciden dejan pasar la mezcla aire-combustible que circula por el circuito auxiliar (1) y sale por debajo de la mariposa de gases (5) al colector de aire. La aspiración de mezcla a través del circuito auxiliar se efectúa por la depresión que existe en el colector por debajo de la mariposa de gases (5). Cuando la mariposa esta cerrada, la depresión que se transmite por este circuito a la parte alta del carburador crea una corriente de aire auxiliar que entra por el conducto (3) y succiona combustible del surtidor auxiliar (2) calibrado para obtener gran riqueza en la mezcla) que se une con el aire que deja pasar la mariposa de gases, para alimentar los cilindros.
A medida que el motor gira mas deprisa, la aspiración de aire por el colector es mayor. Así se regula la riqueza de la mezcla que llega a los cilindros y se frena en parte el aire que entra por el conducto (3), lo que hace que la succión de combustible sea menor. Cuando el motor alcanza su temperatura de régimen se cierra la válvula, quedando anulado el circuito de arranque en frío.

• Estrangulador automático: en este dispositivo el accionamiento de la mariposa estranguladora se realiza de manera automática sin intervención del conductor. También dentro de la denominación "starter" esta el sistema que prescinde de la mariposa estranguladora y se sustituye por un circuito auxiliar de alimentación para arranque en frío.En los sistemas que utilizan válvula estranguladora se utiliza un muelle de lamina bimetalica que, al contraerse por el frío, cierra mas o menos la mariposa. Esta se abre por dilatación del muelle, cuando el motor ha alcanzado su temperatura de régimen.La mariposa estranguladora, a su vez, va unida a una válvula que actúa en función de la depresión creada por los cilindros debajo de la mariposa de gases. Esta válvula abre progresivamente la mariposa de arranque en frío, a medida que la depresión es mayor, y permite un mayor paso de aire para compensar la riqueza de la mezcla, cuando el motor se revoluciona.

Starter automático: Seria igual que el starter manual, la diferencia esta en el accionamiento que seria automático, por medio un elemento termodilatable, por ejemplo una lamina bimetálica en forma de espiral.

👉Nota: a lo largo del articulo se ha mencionado la palabra "calibre principal" como parte del carburador, a este elemento también se le denomina de varias formas como: chiclé, chicler, chicleur, gliceur, etc.

Tipos de carburadores
Existen muchas marcas y tipos de carburadores, entre las distintas marcas de carburadores están: Solex, Zenith, Weber, Stromberg, Carter, Irz, etc.
Según la forma y disposición de sus elementos constructivos, se pueden clasificar en los siguientes grupos:

• Carburadores de difusor fijo
• Carburadores de difusor variable
• Carburadores dobles
• Carburadores de doble cuerpo (escalonados).

Resumiendo lo explicado en le anterior capitulo podemos hacer un cuadro muy descriptivo de lo visto hasta ahora:

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• Mire el motor a través de sus bujías
• Motor de Explosión de Cuatro Tiempos y de Dos Tiempos
• MTD DIFERENCIAS ENTRE LOS MOTORES A EXPLOSIÓN Y DIESEL

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FUENTE:

http://www.aficionadosalamecanica.net/carburador2.htm

 

Carburador Parte 1

Componentes de un carburador
Para poder conseguir unas dosificaciones de mezcla adaptadas a todas las condiciones de funcionamiento del motor, ademas del carburador elemental necesitamos unos dispositivos para la corrección automática de las mezclas, como son:

• Un sistema de funcionamiento para marcha normal, constituido por el carburador elemental (ya estudiado), adecuando la dosificación de mezcla en sus calibres a una dosificación teórica de de 1/15.
• Un circuito que proporciona la cantidad de combustible necesario para el funcionamiento del motor a bajas revoluciones (ralentí).
• Un sistema automático corrector de mezclas, formado por el circuito compensador de aire, para que a bajas y altas revoluciones del motor la dosificación de la mezcla se mantenga igual a la dosificación teórica.
• Un circuito economizador de combustible, para adecuar la riqueza de la mezcla a una dosificación de máximo rendimiento, con independencia de la carga de los cilindros.
• Un circuito enriquecedor de mezcla (bomba de aceleración), para casos críticos de funcionamiento a máxima potencia.
• Un dispositivo para el arranque del motor en frío.

Circuito de ralentí
Es un circuito derivado o auxiliar del circuito principal (carburador elemental). Su misión es proporcionar el caudal de mezcla necesario para vencer las resistencias pasivas del motor (resistencias debidas a rozamientos internos del motor así como los órganos que lo acompañan como: alternador, servodirección, etc.). El funcionamiento del circuito de ralentí se mantendrá hasta que entre en funcionamiento el circuito principal (carburador elemental). El circuito de ralentí funciona entre 700 y 900 r.p.m. del motor.

Constitución
Consiste en un circuito auxiliar (1) que alimenta a los cilindros del motor por debajo de la mariposa de gases (2). Este circuito toma aire de la zona alta del difusor a través de un calibre de aire (3) y succiona el combustible de un surtidor (4) que esta alimentado por la cuba situada en paralelo con el surtidor principal (5). El caudal de salida se regula por medio del calibre (6). La riqueza de la mezcla emulsionada es regulada por medio de un tornillo de estrangulación (7) que suele denominar en muchos carburadores con la letra "W".

Funcionamiento
Cuando arrancamos el motor el motor sube hasta las 700 - 900 r.p.m., la mariposa de gases esta prácticamente cerrada. La depresión que crean los cilindros en su movimiento de admisión no se transmite al difusor debido a la posición de la mariposa, por lo que el circuito principal no funciona. Sin embargo la gran depresión que existe debajo de la mariposa de gases, si se transmite por el circuito auxiliar (1) al exterior a través del cono del tornillo de regulación (7). La depresión se transmite por el circuito auxiliar hasta el calibre de aire (3) y succiona combustible del surtidor (4), procedente de la cuba, que se mezcla con el aire exterior. La mezcla pasa a través del tornillo de regulación (7) hacia los cilindros y se mezcla con el poco aire que deja pasa la mariposa de gases por el espacio anular (8) que queda entre ella y el cuerpo del colector de aire.

Cuando regulamos el ralentí actuamos sobre dos variables:

• Regulación de la riqueza de mezcla: se regula con el tornillo (7), "W" se le llama en muchos manuales, con este tornillo estrangulando mas o menos la depresión transmitida a la zona alta del difusor. Cuanto mayor es la apertura del tornillo, mejor se transmite la depresión existente por debajo de la mariposa de gases y, por tanto, mayor es la velocidad del aire a su paso por el conducto (1) y, en consecuencia, también lo es la cantidad de combustible succionada del surtidor (4).
• Regulación del caudal de la mezcla: El caudal de la mezcla que llega a los cilindros, y por tanto la velocidad de giro en el motor a ralentí, se regula por medio de la mariposa de gases, abriendo mas o menos el paso anular de la misma en el colector de admisión. Ambos reglajes (caudal de aire en la mariposa y riqueza de la mezcla en el circuito auxiliar) deben estar perfectamente combinados, ya que una mayor apertura de mariposa trae consigo una mayor aportación de aire adicional y, por tanto, un empobrecimiento de la mezcla. Esto puede hacer que el motor se pare por falta de combustible. Por esta razón se debe adecuar, en función de esa velocidad de régimen, la riqueza de mezcla por medio del tornillo "W".

Progresión hasta el encebado del circuito principal
El motor funcionando en ralentí no tiene dificultades para seguir girando, pero cuando pisamos el acelerador, la mariposa de gases se abre progresivamente, aumenta el caudal de aire y sin embargo el circuito principal del carburador no funciona por que todavía no hay depresión suficiente, como consecuencia se empobrece la mezcla, con lo cual llega un momento en que, por falta de combustible suficiente, el motor se para.
Para evitar este problema, se disponen disponen por encima de la mariposa de gases, unos orificios (11) de progresión (by-pass) que se comunican con el circuito de ralentí, de forma que, cuando el motor gira a este régimen, estos orificios quedan por encima de la mariposa de gases y no actúan porque en esa zona la depresión es baja.

 
A medida que se abre la mariposa de gases, para pasar de funcionamiento de ralentí a funcionamiento normal, se destapa uno de estos orificios by-pass y se transmite por el una mayor depresión al exterior, con lo cual la succión de combustible aumenta, para compensar el paso de mayor caudal de aire que permite la mariposa. Por el orificio by-pass sale la mezcla de ralentí lo mismo que sale también por el orificio de paso que gradúa el tornillo de paso "W".
Cuando la acción de la mariposa obliga a descubrir el segundo orificio de by-pass, la depresión no aumenta en el circuito de ralentí, ya que parte de ella se transmite por el colector principal, pero aumenta en cambio la salida de mezcla que, en este momento, sale por los dos orificios y por el orificio de paso que le permite el tornillo "W". En estas condiciones el motor se mantiene en funcionamiento transitorio hasta que la depresión en difusor es ya suficiente para el cebado y succión del circuito principal.
Una vez que este circuito está en funcionamiento, el circuito de ralentí continua actuando hasta que la velocidad del aire a su paso por el difusor, por tener mejor acceso, anula la succión por el soplador de ralentí y este circuito deja de funcionar.

Interferencias entre el circuito principal y el de ralentí
Cuando el circuito principal entra en funcionamiento, el surtidor principal suministra el caudal de combustible necesario, lo que hace bajar el nivel en el surtidor de ralentí hasta vaciarlo. Ocurre que cuando la mariposa de gases vuelve a su posición de ralentí, el circuito principal se desenceba por falta de depresión y deja de funcionar; pero como el circuito de ralentí no puede succionar combustible en ese momento, por estar el surtidor vacío, el motor se para.
Para evitar este problema se practica un orificio calibrado (12, figura de arriba) de no inversión a la altura del difusor, que se comunica con el surtidor (4) de ralentí. Este orificio mantiene una depresión suficiente en el mismo para que el nivel no descienda y así, al retornar la mariposa de gases a su posición de ralentí, este circuito entra inmediatamente en funcionamiento.
Sistema automático corrector de mezcla (compensador)
En el estudio del carburador elemental se vio que a grandes velocidades y aumento de numero de revoluciones del motor, el enriquecimiento de la mezcla aumentaba innecesariamente, aumentando por tanto el gasto de combustible. Para frenar el gasto de combustible en esos momentos. el mismo aire de aspiración que circula a gran velocidad se encargara de frenar la salida de combustible por el surtidor.

• Según el método empleado, el sistema corrector de mezcla puede ser de dos tipos:
• Por compensación del aire sobre el surtidor principal.

Con surtidor auxiliar y pozo de compensación.Corrector de mezcla por compensación en el surtidor principal
Este sistema consiste en que en el surtidor principal (5) se introduce un tubito llamado pozo compensador o emulsionador (2), con varios orificios a distintas alturas, y que comunica en su parte superior con el colector de admisión por medio de orificio calibrado (4), llamado soplador.
Cuando el motor funciona a régimen normal, el calibre o chiclé principal (1) proporciona un caudal de combustible necesario para el funcionamiento del motor dentro de la dosificación teórica, por lo que el pozo compensador se mantiene se mantiene lleno hasta el nivel establecido y con todos los orificios del tubo compensador tapados.
Cuando la depresión en el surtidor aumenta, debido al mayor numero de revoluciones del motor, la succión de combustible es mayor y arrastra mayor cantidad de combustible del que deja pasar el calibre (1), con lo cual el nivel del surtidor baja. Al quedar libres los orificios del tubo emulsionador (2), se establece una corriente de aire que entra por el calibre de aire (4) y sale por los orificios destapados. Esta corriente de aire se mezcla con el combustible que sale por el surtidor y proporciona, de esta forma, un caudal de combustible rebajado a la corriente de aire que pasa por el difusor.
Cuanto mayor sea el numero de revoluciones del motor, mayor será la depresión y descenso del nivel del pozo, con lo que al destaparse mayor numero de orificios la cantidad de aire que entra por ellos es mayor y, por tanto, la cantidad de combustible que sale por el surtidor se empobrece en la en la misma proporción.

Ajuste y reglaje de los calibres (chicleur)
El calibre principal (1) de paso de combustible y el calibre de aire (4) deben de estar perfectamente calibrados y ajustador para que guarden una cierta relación entre sí, de forma que el empobrecimiento de la mezcla resultante se ajuste a la dosificación teórica.

Hay distintos tipos de surtidores con correctores de riqueza, por ejemplo la marca Solex muy popular en vehículos europeos, utiliza tres sistema que se aplican al surtidor según los casos. Al sistema corrector de mezcla lo llaman "automaticidad".

Corrector de mezcla con surtidor auxiliar y pozo de compensación
En otros modelos el sistema compensador o corrector de mezcla consiste en añadir un surtidor más, como ocurre en los carburadores de la marca Zenith. Ademas del surtidor principal lleva otro surtidor auxiliar (2) alimentado directamente por la cuba (7), cuya caudal es controlado por un calibre de menor paso (4) y un pozo compensador intermedio (5) que se comunica con la atmósfera a través de un calibre de aire (6).
Ambos surtidores están calibrados, para que aporten en conjunto un caudal de combustible correspondiente a la dosificación teórica en marcha normal de funcionamiento. Estos surtidores no pueden intercambiarse entre sí.

Funcionamiento
Cuando la depresión en el difusor sobrepasa a la de funcionamiento normal, al ser la aportación de combustible inversamente proporcional a su diámetro para una misma succión, baja el nivel del pozo (5) y se suministra menor cantidad de combustible, al ser mayor el recorrido para salir del surtidor, con lo cual la mezcla se empobrece progresivamente.
Cuando el pozo compensador se ha vaciado, se establece una corriente de aire que pasa por el calibre (6), arrastrando el combustible que sale por el calibre (4) para mezclarse con la mezcla del surtidor principal (1) y proporcionando a los cilindros una mezcla de máximo rendimiento en cuanto a la dosificación de la misma.

Economizadores
La acción empobrecedora del sistema compensador puede ser reforzada en ciertos momentos mediante el empleo de economizadores, que actúan sobre la cantidad de combustible de la mezcla o sobre la cantidad de aire. El sistema compensador o corrector de mezclas no tiene en cuenta la apertura de la mariposa, enriqueciendo la mezcla para pequeñas aperturas de mariposa, pero para grandes aperturas la mezcla se empobrece demasiado al entrar gran cantidad de aire en los cilindros.
Los economizadores de combustible actúan en los momentos en que no se necesita una gran potencia del motor y enriquecen la mezcla cuando se necesita esta potencia en la zona de máxima apertura de mariposa.
Los sistemas empleados pueden ser de dos tipos:

• Economizador por freno de combustible
• Eonomizador por regulación del aire de compensación

Economizadores por freno de combustible

• Sistema de econostato simple: es uno de los mas utilizados, consiste en un tubo sobrealimentador de paso calibrado, sumergido directamente en la cuba y que desemboca en la entrada de aire principal del colector por encima del difusor.Funciona por succión directa del combustible cuando la velocidad del aire a su paso por el colector (grandes cargas) es lo suficientemente elevado para succionar el combustible por la boca del tubo.Este sistema tiene la ventaja de que puede utilizar un surtidor principal de menor diámetro, capaz de suministrar un caudal de combustible adecuado y en combinación con el sistema compensador. Se emplea para dosificaciones de máximo rendimiento en el motor (1/18) y en los momentos de plena carga, cuando se solicita la máxima potencia del motor. El econostato suministra el caudal de combustible complementario para una dosificación de máxima potencia (1/12,5), con lo cual se consigue una economía de combustible a bajos regímenes de funcionamiento del motor y una mezcla rica en las máximas prestaciones de potencia.

Sistema de econostato comandado: consiste en un circuito sobrealimentador de combustible en el circuito principal, regulado por una válvula de membrana, controlada a su vez por un tubo de vacío situado por debajo de la mariposa de gases.
- Para pequeñas y medianas aperturas de la mariposa de gases, la depresión existente por debajo de ella es grande. Dicha depresión se transmite por el tubo hasta la cámara de vacío de la válvula de membrana, venciendo la acción del muelle y tirando de la membrana que cierra la válvula. De esta forma se corta el suministro de combustible al conducto sobrealimentador. En estos casos el surtidor principal es solamente alimentada por su calibre de paso o chicleur y el que actua en la corrección de la mezcla es el sistema compensador, adecuandola al numero de revoluciones motor.
- Para regimenes de máxima apertura de la mariposa de gases (solicitud de máxima potencia en el motor) la depresión por debajo de la mariposa es pobre e insuficiente para vencer la fuerza del muelle. Entonces la válvula abre el conducto sobrealimentador, que proporciona un caudal de combustible supletorio, controlado por el calibre que tiene el econostato. Esto hace subir el nivel en el surtidor principal y proporciona, para ese régimen de funcionamiento, una mezcla de dosificación máxima (1/12,5).
En deceleración, la mariposa de gases vuelve a cerrarse y actúa nuevamente la depresión por debajo de ella sobre la válvula de membrana, que se cierra para frenar el gasto de combustible.

Economizador por regulación de aire de compensación
En este sistema se dispone en pozo del circuito compensador (1) con doble surtidor auxiliar de aire (2), una válvula (3) que controla la aportación de aire en la corrección de mezcla por compensación. Dicha válvula actua, como en el caso anterior, en función de la depresión existente por debajo de la mariposa de gases, según la apertura de la misma. El pozo compensador dispone de una doble entrada de aire (2) (dos calibres de aire).
- Para pequeñas y medianas aperturas de mariposa de gases, la depresión existente por debajo de ella crea el vacío suficiente en el tubo (5) para vencer la acción del muelle (4) y atraer a la válvula de cierre (3), que deja libre los dos pasos de aire (2) al pozo compensador. En esta posición, la aportación del aire al circuito compensador entra por los dos calibres de aire y actúa el corrector de mezcla normalmente.
- Para grandes aperturas de mariposa, proximas a la máxima solicitud de potencia, la depresión en el tubo (5) es insuficiente para atraer la válvula (3), por efecto de su muelle (4), cierra uno de sus pasos de aire, y al ser menor la aportación de aire en el circuito corrector de mezcla, esta se enriquece a la salida del surtidor auxiliar. Ambos pasos de aire (2) estan calculados para una dosificación conjunta de 1/15 y para que la dosificación individual alcance la de máxima potencia (1/12,5).

Bomba de aceleración
Cuando se pisa el pedal del acelerador con decisión para conseguir una aceleración rápida, por ejemplo: para hacer adelantamientos o subir cuestas, se precisa de un dispositivo en el carburador que enriquezca la mezcla de forma inmediata. Al acelerar de forma decidida, la mariposa de gases se abre de golpe, pero la mezcla no se enriquece de inmediato ya que, por efecto de inercia, el combustible tarda mas en llegar al surtidor y, como el aire reacciona al instante, la mezcla se empobrece momentáneamente. Para evitar este inconveniente se instala en el carburador un circuito de sobrealimentación, cuya misión es proporcionar una cantidad adicional de combustible al circuito principal, con objeto de enriquecer momentáneamente la mezcla y obtener la potencia máxima instantánea del motor, hasta el momento en que actúe el enriquecedor de mezcla.

Se diferencia varios tipos de bombas de aceleración:

• Bomba de aceleración de membrana: esta constituida por un tubo inyector de combustible (8), con su boca de salida en el interior del colector de aire, comunicado con la cuba de donde toma combustible, a través de una válvula antirretorno (2). De aquí pasa al interior de la cámara de la bomba donde esta la membrana (1) que es accionada por la palanca articulada (6). La bomba aspira combustible de la cuba cuando es empujada hacia la derecha por el muelle (3). Cuando se pisa el acelerador se transmite el movimiento de apertura de la mariposa a través de la varilla de mando (4), está, a su vez, empuja la palanca articulada (6) hacia a la izquierda, moviendo también la membrana (1) que empuja bombeando el combustible a través de la válvula antirretorno (7) hacia el tubo inyector de combustible (8). Con esto se inyecta combustible extra en le colector de aire para enriquecer la mezcla en momentos en se solicita máxima potencia al motor.Como se puede observar, la inyección de combustible es momentánea, pues al pisar el acelerador solo se produce una inyección de combustible. Al dejar de acelerar, la membrana (1) retrocede y aspira combustible de la cuba para llenar nuevamente la cámara de la bomba. Así queda preparada para la próxima inyección de combustible.

• Bomba de aceleración de émbolo: muy parecida a la anterior, en este caso utiliza un émbolo (4), que movido también por la mariposa de gases aspira combustible a través de una válvula antirretorno (5) para llenar su cilindro o cámara de bombeo, cuando el embolo (4) es empujado hacia abajo por la palanca de mando (1), se bombea el combustible a través de la válvula antirretorno de salida (6) hacia el tubo inyector situado en el colector de aire.

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FUENTE:

http://www.aficionadosalamecanica.net/carburador2.htm


 

Inconel 718

El Inconel 718 es una aleación de níquel-cromo-molibdeno diseñada para resistir un amplio rango de ambientes corrosivos, picadura y corrosión de rendija. 

Este acero de aleación de níquel también muestra unas excepcionales propiedades como alta resistencia a punto cedente, tensión y deslizamiento de ruptura a altas temperaturas. Esta aleación de níquel es usada desde temperaturas criogénicas hasta 1200° F. Una de las características más sobresalientes de la composición del Inconel 718 es la adición de niobio que le permite el endurecer por envejecimiento, el cual le permite ser recocido y soldado sin endurecimiento espontaneo durante el calentamiento y el refrescamiento. La adición de niobio actua con el molibdeno para endurecer la matriz de la aleación dándole gran fuerza sin tratamiento térmico para lograrlo. Otras aleaciones populares de níquel-cromo son endurecidos por envejecimiento a través de la adición de aluminio y titanio. Este acero de aleación de níquel se puede fabricar fácilmente y puede ser soldado en forma recocida o de precipitación (envejecida) condición endurecida. Esta súper-aleación es usada en una variedad de industrias como; aeroespacial , proceso químico, ingeniería marina, equipos de control depolución y reactores nucleares.

Formas de comercialización

• Lámina
• Placa
• Barra Alambre

Características del Inconel 718

• Buenas propiedades mecánicas- Tensión, ruptura debido a fatiga del material y deslizamiento de ruptura.
• Altas y muy buenas propiedades de resistencia a punto cedente, resistencia de deslizamiento y ruptura.
• Alta resistencia al agrietamiento por tensión de corrosión causada por cloruros y sulfuros.
• Resistente a corrosión acuosa y al agrietamiento por tensión de corrosión causado por el ión cloro.
• Resistente a alta temperatura.
• Excelentes características para ser soldado, resistente al agrietamiento después de ser soldado.

Aplicaciones es usado el Inconel 718

• Procesos químicos.
• Industria aeroespacial.
• Componentes de combustible líquido en motor de cohete.
• Equipo de control de polución.
• Reactores nucleares.
• Tanques de almacenamiento criogénico.
• Válvulas, tornillería, resortes, mandriles, y ganchos para tubos.
• Equipo para terminado de cabezal en pozos y cierre de emergencia (BOP’s)
• Partes del motor de turbinas de gas.

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ENTRADA RELACIONADA:

• INCONEL®

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FUENTE:

http://megamex.com/span/inconel_718.html

Micrón o Micra

Micrón o Micra

💡El micrón o micra es una unidad de longitud equivalente a una millonésima parte de un metro. Su símbolo científico es µm. Su nombre proviene del griego μικρός (micrós), neutro de μικρόν (micrón): pequeño.

💡En fabricación mecánica el «micrón» es la unidad de longitud más pequeña, en la cual se expresan las tolerancias de cotas de las piezas que se someten a rectificación.

👉Equivalencias
•Un micrón o micra equivale a:
•Una milésima de milímetro: 1 µm = 0,001 mm = 1 × 10-3 mm
•Una millonésima de metro: 1 µm = 0,000 001 m = 1 × 10-6 m
•Mil nanómetros: 1 µm = 1000 nm 1 mm = 1000 µm 1 m = 1 000 000 µm 1 nm = 0,001 µm
 

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ENTRADAS RELACIONADAS

• METROLOGÍA - Parte 1 - Conceptos Clave 1
• METROLOGÍA - Parte 2 - Conceptos Clave 2
• METROLOGÍA - Parte 3 - Normas y normalización
• METROLOGÍA - Parte 4 - Instrumentos de Medición y Verificación 1 
• METROLOGÍA - Parte 5 - Instrumentos de Medición y Verificación 2 
• METROLOGÍA - Parte 6 - Instrumentos de Medición y Verificación 3
• METROLOGÍA - Parte 7 - Sistemas de unidades de medida  
• METROLOGÍA - Parte 8 - SIMELA (Sistema Métrico Legal Argentino)
• Micrón o Micra

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FUENTE:

www.wikipedia.org

Filtro de Combustible vs. Filtro de Aceite

¿Puedo emplear un filtro para aceite en reemplazo de un filtro para combustible o viceversa?

🚫¡NO! 🚫

Las razones son las siguientes:

👉El filtro para combustible se fabrica con medios filtrantes de menor porosidad, porque protegen holguras más finas que un filtro para aceite. Además el aceite, al tener mayor Viscosidad, tendrá mayor dificultad en atravesar el medio filtrante de combustible ocasionando mayor resistencia al flujo, provocando la saturación acelerada del medio filtrante y reduciendo la presión en el sistema de lubricación.

Filtro mas común para aceite de lubricación

👉Como los filtros para combustible se fabrican sin válvula de derivación, de producirse una baja de presión no habrá nada que permita pasar el aceite sin filtrar. dejando al sistema sin lubricación.

👉Por otro lado, si el filtro tuviese que llevar válvula de derivación dada su posición de ensamble, entonces habría un problema de desgaste prematuro durante el arranque, por no encontrar aceite en el sistema de lubricación, ya que éste retomaría al cárter cada vez que se apague el motor. Usar un filtro para aceite en reemplazo de un filtro para combustible , provocaría un rápido desgaste de los inyectores. ya que a través del medio filtrante para aceite entran partículas de mayor tamaño que con el medio filtrante para combustible .

Filtro de combustible mas común para un motor diesel marino o industrial.

 

 FUENTE:

https://www.filtroslys.com.pe/

CARBURACIÓN - Definición

CARBURACIÓN

Preparación de la mezcla combustible consistente en la pulverización, vaporización y mezcla de la gasolina (nafta)  con una determinada cantidad de aire.

Sabido es que en la cámara de explosión, al saltar la chispa, se inicia la combustión de la mezcla de aire y gasolina o, más propiamente, la combustión del hidrógeno y el carbono (principales componentes de la gasolina) con el oxígeno del aire. La combustión de la mezcla es completa cuando todo el hidrógeno y todo el carbono se combinan con el oxígeno, formando exclusivamente vapor de agua y dióxido de carbono, de manera que en los gases de escape no existan productos sin quemar, como oxígeno libre, monóxído de carbono o hidrocarburos. Evidentemente, para que esto ocurra es necesario que los dos componentes, aire y gasolina (nafta), entren en el cilindro en relación de peso tal que conduzca a una oxidación completa del carburante. Conociendo el número de átomos de hidrógeno y de carbono presentes en 1 kg de gasolina, es posible saber el número exacto de moléculas de oxígeno necesarias y suficientes para una combustión perfecta.

Con las actuales gasolinas la relación teórica en peso, denominada relación estequio-métrica, es de 1 kg de gasolina para 14,7 kg de aire, es decir, en volumen, 1 litro de gasolina para 8.400 litros de aire, a la temperatura de 15 °C y presión de 760 mm Hg.

El *carburador es el órgano que debería dosificar esa mezcla, aunque en la práctica la misión del carburador es muy compleja y pocas veces logra respetar la proporción estequiométrica. No obstante, aun admitiendo que es posible construir un carburador que dosifique exactamente la mezcla, es fácil advertir que el funcionamiento del motor es regular sólo a determinados regímenes, mientras que resulta irregular e incluso imposible a otros. Esto se debe al hecho de que lo que cuenta para el motor es el estado físico y la dosificación de la mezcla que recibe y no la que sale del carburador. Si toda la gasolina que llega al motor fuese pulverizada (es decir, reducida a gotas finísimas), vaporizada (es decir, convertida en gas) y finalmente mezclada con aire de forma homogénea, el carburador podría limitarse a dosificar la mezcla de acuerdo con la proporción estequiomótrica. Sin embargo, durante el recorrido del carburador a los cilindros la mezcla sufre desviaciones, aceleraciones, cambios de temperatura y de presión que modifican substancialmente las condiciones. Por ejemplo, la parte de gasolina no pulverizada no se quema en la cámara y se comporta como si no hubiera llegado jamás a los cilindros: el carburador debe detectar el estado en que llega la gasolina y modificar convenientemente la dosificación, de forma que la combustión resulte siempre correcta.

Difícilmente un motor trabaja con proporciones estequiométricas de aire y gasolina (nafta) , variando de modo notable dicha relación entre los límites inferior y superior de inflamabilidad, comprendidos aproximadamente entre 7:1 y 20:1. En la práctica es necesario separarse del valor estequiométrico en un sentido o en otro, a fin de que el motor marche correctamente en función de la apertura de la mariposa, del número de revoluciones y de las características del mismo motor. Cuando la mariposa está casi cerrada, la velocidad del aire es muy pequeña y, por consiguiente, la pulverización de la gasolina es muy limitada. En estas condiciones es necesario que el carburador suministre una cantidad mayor de gasolina, a fin de compensar la que no se ha pulverizado. Sucede lo mismo cuando la temperatura exterior es muy baja y la vaporización no puede completarse por insuficiencia de calor. Las características de fabricación del motor tienen gran importancia en su carburación. La longitud, el diámetro, las curvas de los conductos de admisión provocan anomalías en la distribución de la gasolina en el seno del aire. Igualmente tienen importancia el número de cilindros alimei tados por el mismo carburador y la formív de la cámara de combustión. La distribución de la gasolina en el seno del aire no suele ser homogénea en virtud de las distintas temperaturas, que conducen a la formación de zonas estratificadas de distinta densidad.

Todos los perjuicios causados por una mezcla no uniforme, no vaporizada, etc., se traducen en faltas de gasolina en algunos estratos, es decir, en mezcla pobre. En realidad, lo que precede vale también en el caso de que la mezcla haya salido en proporción estequiométrica del carburador. Dado que eso sucede con bastante frecuencia, por ejemplo en ralentí, en los arranques en frío o en las aceleraciones, una buena carburación debe prever este empobrecimiento sucesivo de la mezcla enriqueciéndola con anterioridad.

En vista de que el motor funciona bien con mezcla rica y mal con mezcla pobre, antes que tolerar una carburación insuficiente a unas determinadas revoluciones, se prefiere trabajar siempre con mezcla rica a todos los regímenes y lograr la proporción estequiométrica a una marcha determinada. Prácticamente todos los motores trabajan con una relación entre aire y gasolina comprendida entre 12 y 15, considerándose que a dichos valores se consigue una mezcla anormal. Los mejores motores trabajan con proporciones más cercanas a 15, mientras que los motores y los carburadores que gastan más trabajan con proporciones alrededor de 12.

La mezcla rica se manifiesta por el calor negro de los gases de escape y por su característico olor. Usando dicha mezcla rica se malgasta evidentemente gasolina y, dado que se trata de una combustión incompleta por falta de oxígeno, se favorece la formación de carbonilla, que depositada en la cabeza del pistón y en las paredes de la cámara de combustión conduce al autoencendido. Si esos depósitos se formasen entre los electrodos de las bujías, se opondrían al paso de la corriente y al consecuente salto de la chispa, lo que conduciría a un funcionamiento irregular del motor.

Además de estos inconvenientes, fácilmente detectables, se produce otro mucho peor: la gasolina que no arde tiende a depositarse en las paredes del cilindro y disuelve el tenue estrato de aceite lubricante, con la consecuente posibilidad de agarrotamiento de los pistones.

Una mezcla se define como pobre cuando la gasolina entra en el cilindro a una proporción de dosificación superior a 15. Usando esa mezcla se desarrolla una potencia inferior a la debida y se consigue una pequeña velocidad de propagación de la llama, debida a la menor concentración de la mezcla en cuestión. Dicha velocidad reducida de propagación de la llama puede ocasionar el fenómeno denominado «retorno de llama» al carburador, ya que puede suceder que la combustión perdure durante la fase del escape y que al abrir la válvula de admisión la mezcla fresca que entra se ponga en contacto con la mezcla que ha efectuado ya el ciclo completo, pero que todavía está ardiendo; entonces la combustión se propaga a toda la columna de mezcla en fase de admisión, desde la cámara de explosión hasta el carburador. La mezcla pobre, precisamente por prolongar la combustión, calienta más el cilindro y en consecuencia conduce al sobrecalentamiento. También las condiciones barométricas influyen notablemente en la carburación: es conocido el fenómeno de que la presión atmosférica al nivel del mar disminuye con la altitud y que la temperatura del aire baja aproximadamente unos 6,2 °C por cada 1.000 m de elevación. Dichas variaciones de temperatura y presión influyen sobre la densidad del aire, que va disminuyendo con la altitud, mientras que la densidad de la gasolina no sufre variación. Teóricamente la carburación tiene que ser pobre en montaña y rica al nivel del mar.

FUENTE:

https://diccionario.motorgiga.com/diccionario/carburacion-definicion-significado/gmx-niv15-con193411.htm

Escala Baumé

Escala Baumé

La graduación de un aerómetro en grados Baumé, inventada por Antoine Baumé establece en referencia a una disolución acuosa de cloruro de sodio (NaCl) al 10% en masa y agua destilada. Se marca el valor 0 para el agua destilada y el valor 10 para la disolución al 10%, y se divide el espacio entre ámpitos en 10 grados Baumé. La escala se puede alargar por abajo para líquidos menos densos que el agua destilada (ρ=1 g/cm³). Para líquidos más densos que el agua la escala es un poco diferente: se mantiene el valor 0ºBé para el agua destilada y se pone el valor 15ºBé cuando el aerómetro está dentro de una disolución al 15% de cloruro de sodio. Esto hace que las dos escalas no se correspondan; por ejemplo los 25ºBé (densidad alta) no coinciden con los 25ºBé (densidad baja), y por esta razón se la considera una escala confusa.

La relación entre la densidad, ρ, de la disolución y los grados Baumé se ha expresado de diversas formas durante el tiempo que se ha empleado. Actualmente a 20ºC la relación entre la densidad, ρ, y los grados Baumé de una disolución viene dada por las siguientes relaciones:1​

Para líquidos más densos que el agua (ρ > 1 g/cm³):

ºBé = 145 – 145/ρ
ρ = 145/(145 - ºBé)

Para líquidos menos densos que el agua (ρ < 1 g/cm³):

ºBé = 140/ρ – 130
ρ = 140/(130 + ºBé)

Su ventaja es que permite evaluar la concentración de cualquier solución con una misma unidad (grados Baumé) y un mismo aparato (el aerómetro Baumé), pero hace falta emplear una tabla específica para determinar la concentración de cada tipo de sustancia. Se sigue empleando en la actualidad en la producción industrial de cerveza, vino, miel y ácidos concentrados.

Los grados Baumé se relacionan con la gravedad específica (GE) de la misma forma, se debe tomar en cuenta que la temperatura de referencia es de 60 °F en lugar de 4 °C: GE((60°)/(60°))F.

Para líquidos más pesados que el agua:

GE = 145/(145 - ºBé)

Para líquidos más ligeros que el agua:

GE = 140/(130 + ºBé)

Con base en la escala Baumé, el American Petroleum Institute (API) desarrolló una escala un poco diferente. Las fórmulas son:

Para líquidos más ligeros que el agua:

GE = 141.5/(131.5 + ºAPI)
API = (141.5/GE) - 131.5)

FUENTE:

https://es.wikipedia.org/wiki/Escala_Baum%C3%A9

PRL/Propulsión - UNIDAD 9: TURBINAS A GAS

Introducción. Principios de la propulsión a reacción. Ciclo de trabajo. Relación entre V y P. Componentes de una turbina a gas. Tipos de compresores. Alabes de rotor y estator, características. Cámaras de combustión. Tipos . Inyección de combustible. Turbinas. Alabes guía, disco de turbina y alabes de rotor. Hermanado turbina-compresor. Turbina de poder. Sistema de escape.


INTRODUCCIÓN A LOS TURBOMOTORES

Una vez que el avión se ha separado del suelo, la única forma razonable de obtener empuje es empujar aire o cualquier otra cosa hacia atrás y contar con la reacción para empujar el avión hacia delante ( Principio de Acción y Reacción de la Física - 3ª Ley de Newton ). Esto es, en efecto, lo que se hace, y para ahorrar complicaciones se suele usar el mismo sistema mientras el avión está todavía en tierra, aunque es preciso admitir que no es un sistema eficaz para este fin.

Acción y reacción aplicados a una aeronave.

El EMPUJE es la fuerza que se opone a la resistencia al avance y que hace que el avión se desplace.
En el vuelo horizontal el empuje debe ser igual a la resistencia al avance, para acelerar el avión ha de ser mayor que dicha resistencia y en la subida también debe ser mayor porque tendrá que soportar una porción del peso del avión.


El proveedor de empuje, de cualquier clase que sea, debe recibir energía. Esta generalmente proviene de la combustión de un combustible, que se suministra a alguna clase de " MOTOR " en donde su energía química se transforma en energía térmica, la cual, a su vez, se convierte en trabajo mecánico ya sea al impulsar el avión contra la resistencia al avance, o moviendo un eje como en el caso de los turboejes. Al ciclo de trabajo en el cual se basa esta transformación termodinámica en los turbomotores  se lo conoce como "Ciclo Brayton"

CICLO BRAYTON
Enunciado
Un ciclo Brayton (o Joule) ideal modela el comportamiento de una turbina, como las empleadas en las aeronaves. Este ciclo está formado por cuatro pasos reversibles, según se indica en la figura.

2 Descripción del ciclo
El ciclo Brayton describe el comportamiento ideal de un motor de turbina de gas, como los utilizados en las aeronaves. Las etapas del proceso son las siguientes:

Admisión

El aire frío y a presión atmosférica entra por la boca de la turbina

Compresor
El aire es comprimido y dirigido hacia la cámara de combustión mediante un compresor movido por la turbina ejecutando una compresión adiabática A→B.

Cámara de combustión
En la cámara, el aire es calentado por la combustión del combustible y puesto que la cámara está abierta, el aire puede expandirse a presión constante, por lo que se realiza como un proceso isobárico B→C.

Turbina
El aire caliente pasa por la turbina, a la cual mueve. En este paso el aire se expande y se enfría rápidamente, en lo que se llama una expansión adiabática C →D.

Escape
Por último, el aire enfriado (pero a una temperatura mayor que la inicial) sale al exterior. Existen de hecho motores de turbina de gas en los que el fluido efectivamente recircula y solo el calor es cedido al ambiente. Para estos motores, el modelo del ciclo de Brayton ideal es más aproximado que para los de ciclo abierto.

COMPONENTES DE UNA TURBINA A GAS




Todos los motores de este grupo tienen en común : EL COMPRESOR, LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN y LA TURBINA DE EXPANSIÓN, a todo este conjunto se le suele denominar GENERADOR DE GAS que es el productor de energía.

Están constituídos, en general, por los siguientes componentes :

COMPRESOR
Como hemos visto son los encargados de la compresión, existiendo dos tipos:

➤COMPRESORES CENTRÍFUGOS:

Compresor axial de un turborreactor.

Se llaman CENTRÍFUGOS porque la dirección principal que sigue el aire en su interior es en dirección radial .

Constan de :
* ROTOR : Componente móvil del compresor formado por una serie de álabes en sentido radial. El rotor está unido al mismo eje que el rotor de la turbina, de tal forma que recibe de esta la energía necesaria para su movimiento.

* ESTATOR : Es un conjunto fijo que recibe el aire procedente del rotor. El aire entra a gran velocidad en el estator donde disminuye , pues el estator tiene secciones de paso divergentes.
En el ensanchamiento de la sección de paso, y por el mismo principio que en un Venturi, el aire pierde velocidad y aumenta la presión.

➤COMPRESORES AXIALES:

Compresor axial de un turborreactor.

Estos compresores se llaman así porque la dirección principal que sigue el aire en su interior es en dirección axial, paralela al eje geométrico del compresor.

Consta de:
* ROTOR : Funciona igual que en los centrífugos.
* ESTATOR : Conjunto fijo constituido por dos semicarcazas cilíndricas donde se sitúan los álabes fijos .

Álabes

Un álabe es una paleta curva de un turbomotor. Loa álabes rotóricos forman parte del rotor y, en caso de los álabes estatóricos, forman parte de las carcazas, de los vanos guías, y de las toberas. 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 convierten cantidad de movimiento del fluido en momento de fuerza en la turbina.

Todos lo turbomotores poseen dos tipos de álabes:
* Rotóricos: son los instalados en los conjuntos rotantes como compresor y turbinas.
* Estatóricos: son los instalados en las carcazas y son los complementos de los rotóricos para cumplir su función.

Corte y vista del interior de un álabe de una 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.

Los turborreactores constan de dos zonas según su temperatura de trabajo: la zona fría desde la entrada del aire de admisión hasta las cámaras de combustión, y la zona caliente desde las cámaras de combustión hasta el conducto de descarga de gases.

Paquetes de vanos formados por álabes estatóricos .

Álabes rotóricos.

Álabes estatóricos del compresor.

En la zona caliente de la turbina, los vanos guías, 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.

💡Todos los álabes de la zona caliente están construídos con aleaciones y de forma distintas que los álabes y vanos de la zona fría.

Álabe estatórico de entrada de gases a una de las turbinas del motor.

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 que pasa por la superficie interna a través de orificios adecuados.
* Materiales: Aleaciones en base a Níquel, con pequeños contenidos de cromo para mejorar 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.

CÁMARAS DE COMBUSTIÓN
Es donde se produce la combustión de la mezcla aire y combustible. El aire procede del compresor y por tanto llega a la entrada de la cámara a alta presión. El combustible se inyecta en la zona interior de la cámara y procede del sistema de alimentación de combustible del motor.
En otras palabras, el objetivo de la cámara de combustión es contener la mezcla de aire – combustible
y extraer el máximo poder calorífico con una presión constante.
Durante la compresión el aire: compresor ➔ cámara de combustión; durante la compresión (aumento P), la Tª llega hasta los 600ºC, cuando entra a la CC (inyección de combustible) y con la chispa, se puede llegar hasta los 2000ºC. Al salir el aire se refrigera hasta los 1000 – 1500ºC para no dañar los álabes de la turbina (Máx. Tª turbinas desde 700°C hasta 1700°c según diseño).
➔Mezcla estequiométrica (15/1); aire-combustible.

AIRE PRIMARIO: aprox. El 20% del aire total y se utiliza en la combustión, mezclado con combustible y quemado. Propósito➔combustión
AIRE SECUNDARIO: (20%) El aire va por fuera de la CC y entra por unos agujeros que entran en la cámara, al mezclarse con el aire primario crea unos torbellinos que al mezclarse el combustible con el aire hacen que la combustión sea mejor.
Propósito ➔ formación de vórtices (mejorar combustión)
AIRE TERCIARIO: (60%) La parte del secundario que no entra por los agujeros, se mezcla con el aire que sale a 2000ºC para enfriarlo hasta 1000 – 1500ºC.
Propósito ➔ refrigeración

💡Existen distintos tipos de orificios por donde entra el aire.
➤Secondary Air Holes: alrededor de toda la cámara, por donde entra el aire
secundario.
➤Dilution air holes: por donde entra el aire terciario para enfriar.

Distribución típica del aire de descarga del compresor de alta presión dentroo de la cámara de combustión..

Existen diferentes tipos de cámaras de combustión la TUBULAR, ANULAR y TUBO-ANULAR.

👉Cámara de combustión tubular: el aire procedente del compresor se divide en una serie de corrientes separados, cada una de las cuales alimenta a una cámara de combustión. Estas cámaras se encuentran espaciadas alrededor del eje del que une el compresor y la turbina y esta alimentado por su propio chorro de combustible que procede de una línea de alimentación común.

👉Cámara de combustión anular:En este caso la cámara consiste en un cilindro orientado axialmente e instalado alrededor del eje formando un único tubo de llama que es alimentado de combustible generalmente por entre 15 y 20 inyectores o quemadores. Consiguen una buena refrigeración de los gases de combustión, aunque la distribución de temperaturas y la mezcla aire/combustible es menos uniforme que en cámaras tubo-anulares.Este diseño se utiliza por lo general en turbinas aeroderivadas.

.

👉Cámara de combustión tubo anular: Una serie de tubos distribuidos alrededor del eje en forma uniforme y conectados entre si, conforman este diseño de cámara de combustión. Cada una posee un único inyector.
Tienen mejor resistencia estructural que las anulares, pero menor rendimiento y mayor peso. La pieza que recoge todos los gases de combustión para dirigirlos a la turbina, es una parte delicada de la instalación.

 

TURBINA

La turbina es un mecanismo giratorio que extrae la energía del aire incidente procedente de la combustión. Este aire procedente de la combustión pierde energía en la misma cantidad que la turbina entrega en forma de energía de rotación.
La Turbina tiene la tarea de suministrar poder para accionar el compresor y accesorios.
En el caso de motores que no utilizan la reacción para la propulsión, tiene el propósito de transmitir potencia a un eje, a través de una turbina de poder.

INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE
👉SISTEMA DE COMBUSTIBLE
El sistema de combustible consiste de componentes que filtran y monitorizan el flujo de combustible y que lo proporcionan a los inyectores en función de la posición de la palanca de demanda de potencia.

👉COMPONENTES
Los componentes de dicho sistema son: (ver esquema)

Diagrama básico de un sistema de combustible típico de una turbina de gas.

➤ Booster pumps: transfieren el combustible desde los tanques hasta la válvula de paso de combustible. (Válvula de Baja Presión). Proporciona combustible a la bomba de alta presión (HP).
➤Fuel shut off valve: ( Corte EGA) sirven para cortar el suministro de combustible en los siguientes casos:
o Para quitar los componentes (en revisiones).
o En caso de incendio en motor (cuando se acciona el extintor se cierra automáticamente esta válvula).
o En caso de emergencia para parar el motor.
➤Refrigerador (cooler): Es un refrigerador de aceite, que cumple la doble función de refrigerar el aceite y calentar el combustible. Es conocido como fuel cooled oil cooler (FCOC).
➤Filtro: su función es proteger los componentes delicados de la bomba de HP y del sistema de control de combustible (Fuel Control Unit – FCU) de polvo y suciedad.
➤Fluxómetro: mide la cantidad de flujo de combustible (en Kg/h o Gal/h) y también incluye un dispositivo que mide la cantidad de combustible consumida desde la puesta en marcha (totalizador).
➤Presión y temperatura del combustible: la temperatura se mide a la salida del calentador y la presión a la salida del filtro.
➤Bomba de alta presión (HP pump): accionada por la caja de engranajes de alta presión (HP) del motor. Se dedica a incrementar la presión del combustible cuando lo requiere el motor.
➤Unidad de control de aceleración o potencia
Para controlar los incrementos rápido y conseguir una aceleración óptima, regulando apropiadamente el flujo de combustible evitando el fenómeno de surge (pérdida). Para evitar esto se instala una  unidad de control de aceleración en el FCU.
Esta unidad recibe información de:

• Presión de entrada del motor (engine intake pressure)
• Presión a la salida del compresor (compressor delivery pressure)

➤Limitador de  EGT (Temperatura de Entrada de Gases a la Turbina)
Existe un sistema que monitoriza las EGT en todo momento (termocuplas en la parte trasera de la turbina) y que se combina con un sistema limitador de esta temperatura, que evita que se sobrepasen un ciertovalor máximo. Esto permite al operador seleccionar máxima potencia sin riesgo a fundir elementos internos de la turbina.
➤Limitador de Potencia
La habilidad del compresor de soportar las presiones internas depende de los materiales que lo componen. Si se sobrepasan las presiones máximas de operación, se puede llegar a romper.
Para prevenir esto, el FCU tiene un sistema limitador de potencia. Este sistema se nutre de información proveniente de sensores de presión de entrada (intake pressure) y sensores de presión a la salida del compresor (compressor delivery pressure). La resultante de estas señales es procesada por este sistema y regula la cantidad de flujo de combustible, para así no exceder los límites de presión.
➤Limitador de RPM
También se debe limitar la velocidad rotacional de los conjuntos rotantes, para evitar fuerzas centrífugas excesivas que rompieran el eje. Existen dos métodos para limitar las RPM:
1. Un tacómetro-generador o un sensor de velocidad electrónico que es conducido por el propio eje del motor. Envía señales proporcionales a la velocidad del eje, y cuando se alcanza un valor predeterminado se ajusta el flujo de combustible.
2. Mediante un governor hidráulico-mecánico ubicado en la bomba de HP. Este governor está accionado por el compresor de alta (HP). Utiliza presión hidráulica como elemento regulador del flujo de combustible. El valor de salida es también proporcional a las RPM del motor.
➤HP fuel cock: (Válvula de corte de Alta Presión).Corta el suministro de combustible entre el FCU y los inyectores. Se puede controlar mecánicamente o bien eléctricamente mediante un actuador. Mayoritariamente se controla de forma eléctrica.
➤Válvulas de presurización y drenado: se utiliza en sistemas de combustible del tipo dúplex. A partir de un valor determinado de presión la válvula de presurización (pressurising valve) se abre y permite el paso del combustible a través del conducto principal (main manifold).
La válvula de drenado (dump valve) permite que una vez se ha parado el motor el combustible residual sea drenado hacia el depósito de drenaje, evitándose así que hierva el combustible debido al calor residual.
➤Depósito de drenajes (drain tank): es aquí donde va a parar el combustible residual después de parar el motor. Mientras el motor esté en funcionamiento, una válvula de no retorno evita que fluya combustible hacia este depósito.

➤Quemadores
El combustible líquido para que libere su energía, debe vaporizarse de manera que se mezclará con el aire para formar una mezcla combustible.
Existen dos tipos de inyectores usados para descargar el combustible: los ampliamente usados inyectores de atomización y los menos usados inyectores de vaporización.

💡Solamente trataremos los inyectores de atomización.


Los dos tipos de inyectores de atomización son los simplex y los dúplex.
El inyector simplex fue uno de los primeros inyectores con éxito. Este inyector se rosca directamente en el colector de combustible dentro de la cámara de combustión, y el combustible a presión procedente de la unidad de control de combustible fuerza a la válvula antirretorno del inyector fuera de su asiento y entra en el inyector.

Este combustible luego pasa a través de una serie de surcos tangenciales, o ranuras, y sale pulverizado a través del único orificio de descarga en pequeñas gotas muy finas formando una pulverización como un cono.

Cono de pulverización del combustible dentro de la cámara de combutión.

Tan pronto como el motor se para y la presión del combustible cae por debajo del valor al cual la válvula antirretorno del inyector está ajustada, esta cierra y corta todo flujo hacia el orificio de descarga. Esto evita que el combustible gotee y continúe ardiendo.

Cabezal de un quemador duplex de una turbina Tyne "A"

De los inyectores duplex existen dos tipos: inyectores de un solo colector e inyectores de doble colector.
A los inyectores duplex de un solo colector les llega el combustible desde la unidad de control de combustible a través de una sola línea o colector.

Estos inyectores incorporan una válvula divisora de flujo que permite al combustible pulverizar desde un orificio central en un espectro amplio de pulverización para el arranque y ralentí. Cuando la unidad de control de combustible calibra suficiente presión para abrir el divisor de flujo, el combustible fluye al orificio secundario.

Los inyectores de combustible duplex de doble colector tienen pasos independientes a través de los cuales fluyen los combustibles primario y secundario. Para el arranque y condiciones de bajo flujo, solo el combustible primario llega desde la válvula de presurización, y se pulveriza desde el orificio central primario en una pulverización ancha.

💡El funcionamiento detallado de algunos componentes de este sistema de estudiará en   PRL UNIDAD 10: SISTEMA DE COMBUSTIBLE DE TURBINAS A GAS

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ENTRADAS RELACIONADAS

• LAS TURBINAS DE GAS
• Turbina de gas Funcionamiento básico
• TURBINAS La Cámara de Combustión 
• Turbinas Partes Principales 
• TURBINAS Tipos de Turbinas de Gas
• TURBORREACTORES Introducción

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FUENTES:

M.J.D.
A. G. Rivas - "MOTORES DE TURBINA DE GAS"
https://elmaquinante.blogspot.com/2019/02/turborreactores-introduccion.html
https://elmaquinante.blogspot.com/2019/02/turbinas-alabes.html
https://elmaquinante.blogspot.com/2019/02/turborreactores-introduccion.html
http://laplace.us.es/wiki/index.php/Ciclo_Brayton
"El Motor de Turbina" - E. VALLBONA
ESTT - Apuntes.