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Con respecto a las toberas que operan en régimen subsónico: La salida ideal de una tobera tiene la misma presión estática y temperatura estática que la salida real. El rendimiento de una tobera es igual a la energía cinética del gas a la entrada de la tobera ideal entre la energía cinética del gas a la entrada de la tobera real. La temperatura de remanso del gas no varía al pasar por una tobera real adiabática pero la presión de remanso decrece debido a la fricción con las paredes. La temperatura estática de un gas al pasar por una tobera real decrece a pesar de que la presión de remanso baja.

Con respecto a las turbinas axiales de expansión: En un escalón de turbina, la velocidad absoluta del fluido primero se acelera en el rotor y luego se decelera en el estator. Las condiciones de remanso ideales a la salida de un escalón de turbina tienen la misma entropía que las condiciones de remanso reales de la entrada del rotor del escalón. Si varios escalones de turbina de igual rendimiento total a total se unen para formar una turbina, el rendimiento total a total de la turbina es mayor que el de dichos escalones.

Con respecto a turbinas radiales de expansión: El fluido en una turbina radial entra a un radio mayor que el que sale, por eso se llaman turbinas centrípetas. En un escalón de turbina radial el triángulo de velocidades se representa en el plano (r, theta) a su entrada y en el plano (r, z) a su salida. A la entrada del rotor de turbina radial, la velocidad relativa del gas es radial si la velocidad absoluta tiene componente axial nula y acimutal igual en valor y sentido a la velocidad periférica.

Con respecto a los compresores axiales: En un escalón de compresor, la velocidad absoluta del fluido primero se acelera en el rotor y luego se decelera en el estator. En un escalón de compresor la presión de remanso puede aumentar en el estator. Si varios escalones reales de igual rendimiento total a total se unen para formar un compresor, el rendimiento total a total del compresor es mayor que el de dichos escalones.

Con respecto a los compresores radiales (centrífugos): El fluido en un compresor radial sale por una sección de radio más pequeño que el radio de la entrada. Un escalón de compresor radial con los álabes curvados hacia atrás en la salida del rotor tiende a consumir más energía que si los tuviera curvados hacia delante. En un escalón de compresor radial el triángulo de velocidades se representa en el plano (r, z) a su entrada y en el plano (r, $\theta$) a su salida.

En los compresores axiales, suelen ponerse muchos escalones debido a: Exceso de peso de un solo o pocos escalones. Cada escalón comprime poco. Los axiales, aunque tengan muchos escalones, logran mayor eficiencia. En aviación, los axiales ofrecen menor área frontal que los centrífugos, favoreciendo la aerodinámica de la nave.

A mayor tamaño de las turbinas de gas, ¿mayor precio específico (precio por unidad de potencia al eje)?. SÍ. NO.

En TGs convencionales, operando normalmente: La relación de cogeneración es típicamente inferior a la unidad. La relación entre temperatura máxima a mínima del ciclo se encuentra aproximadamente entre 3 y 5. El coeficiente de potencia (potencia del compresor/potencia al eje) es generalmente inferior a la unidad.

Las turbomáquinas en una turbina de gas a plena potencia tienen una velocidad de punta de álabe de rotor (velocidad periférica) a causa de su giro: 3 - 10 m/s. 30 - 100 m/s. 300 a 500 m/s. 400 - 800 m/s.

Las turbinas de gas convencionales pueden quemar internamente los siguientes combustibles: Biogás limpio, mientras su poder calorífico no sea muy bajo. Combustible con alto contenido en azufre, S. Gas natural. Hidrógeno y sus mezclas. Gasolina. Queroseno.

Las turbinas de gas suelen tener generalmente una mezcla aire-combustible globalmente cerca de la estequiométrica o incluso rica: SÍ. NO.

Componentes de Turbinas de gas (TGs). Se tiene el flujo adiabático y estacionario: En un difusor bien diseñado la presión estática a la salida es mayor y la presión de remanso es menor que a la entrada. En una tobera convencional, la presión de remanso cae corriente abajo y la temperatura de remanso se mantiene. En un intercambiador de calor aire/aire la presión de remanso sube en una y baja en otra. A la salida de una cámara de combustión la presión de remanso es menor y la temperatura de remanso mayor, que a la entrada.

La temperatura máxima en las turbinas de gas (entrada a la turbina) de tamaño considerable, en el mercado, es aproximadamente: 600ºC. 2400ºC. 1400ºC. 900ºC.

Se trata de tomas y difusores operando en condiciones estacionarias adiabáticas: Una toma estática solo puede acelerar la corriente con caída de la presión estática. Se coloca un difusor a la salida de una TG para lograr que la presión a la salida de su turbina sea inferior a la atmosférica. Se coloca un difusor a la salida para comprimir la corriente a costa de la energía cinética. Un difusor ideal que detiene la corriente tiene un coeficiente de presiones ideal de casi 1. Una toma con viento en contra (toma dinámica) logra comprimir la corriente.

Turbinas de gas. Los ciclos combinados actualmente tienen un rendimiento de calor a electricidad que en su conjunto, como máximo, es del 40% a plena carga. SÍ. NO.

En una TG con turbomáquinas axiales, el número de escalonamientos de la turbina, respecto al compresor es: La quinta parte (/5). Dividido por tres (/3). Cinco veces (x5). Multiplicado por tres (x3).

Sea un ciclo Brayton para TG industrial, cuya temperatura máxima es constante. Al variar ciertos parámetros, su rendimiento en el eje cambia. El calor útil en sus gases de escape: Varía en sentido inverso que el rendimiento de la TG. No se puede predecir con solo estos datos.

Turbinas de gas. La pared exterior de la cámara de combustión soporta la presión mecánica y está a la temperatura de salida del compresor: SÍ. NO.

En las turbinas de gas que queman combustible, la combustión es no adiabática con respecto al exterior: SÍ. NO.

En un ciclo Brayton de TG, simple, pero con regeneración perfecta de calor residual, de aire y totalmente reversible (CBEX_r): Tiene el inconveniente de requerir un intercambiador de calor (regenerador) excesivamente grande y costoso, en teoría infinito para ser ideal. Proporciona rendimientos al eje mayores que con el ciclo simple reversible a bajas relaciones de presiones. Tiene un rendimiento al eje decreciente al aumentar la relación de temperatura r_t hasta un cierto punto y a partir de ese punto creciente. Se emplea en su versión irreversible en microturbinas.

En las turbinas de gas simples, a las que se ha añadido un regenerador de calor, ciclo CBEX (versión real irreversible): Con ciclo irreversible y regenerador no ideal muestran rendimientos altos a bajas relaciones de presiones en el compresor. Los rendimientos alcanzables aumentan con la relación de temperaturas máxima a ambiente. Se usa para microturbinas. No se suelen hacer de gran tamaño por las limitaciones estructurales y térmicas del quemador.

La relación de presiones de las turbinas de gas (TGs), en su conjunto, suele ser en torno a (intervalo): 1 - 10. 2 - 40 e incluso 60. 15 - 35. 80 - 100.

Las Turbinas de Gas, TGs, de tecnología convencional: Operan con un dosado global a plena potencia del orden de la mitad que un MACI. Son adiabáticas con respecto a su exterior. No son aconsejables para cogeneración. Podrían dar más rendimiento si la tecnología de materiales permitiera mayores temperaturas de entrada a la turbina. Trasiegan más caudal de aire que los MACIs a igualdad de potencia.

Turbinas de gas. De la comparación del ciclo de aire simple (CBEr) reversible con el irreversible CBEi: Para igual Pi en ambos ciclos, el trabajo específico en el eje crece con la relación de temperaturas límite theta. El reversible CBEr tiene rendimiento creciente con Pi mientras que el CBEi crece, para decrecer a partir de un cierto valor. El irreversible CBEi logra un máximo de trabajo específico para Pi mayores que el reversible. El irreversible CBEi logra rendimientos menores a igual Pi que el reversible para igual theta.

Turbinas de gas. El ciclo básico de las turbinas de gas convencionales que quemen un combustible internamente es el ciclo: Brayton abierto. Carnot. Brayton cerrado. Stirling.

Un inventor reclama una patente de una TG de ciclo cerrado usando un gas orgánico de elevado peso molecular (gamma approx=1). Argumentar sobre un ciclo CBE reversible: Cabe esperar elevados rendimientos para una misma relación de temperaturas theta y de presiones Pi. La potencia a una velocidad de giro constante, se puede variar variando la presión interna de "inflado" del circuito. Los gases de elevado peso molecular tienden a tener un gamma mayor que el del aire.

El rendimiento isentrópico para un rendimiento politrópico constante: Para compresores, disminuye al aumentar la relación de presiones. Para turbinas, aumenta al aumentar la relación de presiones. Para estudios de variar parámetros, resulta más apropiado el uso del rendimiento politrópico. El rendimiento politrópico solo es usable cuando haya transferencia de calor.

El aire tratado como gas ideal vs gas real, para las presiones y temperaturas habituales en TGs: Tiene un calor específico a presión constante (Cp) creciente con la temperatura. Muestra una relación de calores específicos gamma decreciente con la temperatura. El rendimiento al eje con gas real muestra rendimientos menores que el estándar de aire. El trabajo específico al eje con gas real muestra valores mayores que el estándar de aire.

El ciclo regenerativo con interenfriamiento monoeje CICBEX: Aumenta trabajo de compresión sin ahorrar combustible. Reduce el trabajo de compresión y por ello ahorra combustible. Reduce trabajo de compresión y aumenta el consumo.

Turbinas de gas. La pared INTERIOR de la cámara de combustión soporta la presión mecánica: SÍ. NO.