Resumen

Las microturbinas de gas (MGT) son una alternativa para la producción de energía a pequeña escala; sin embargo, su pequeño tamaño se convierte en un inconveniente, ya que aumenta la transferencia de calor entre sus componentes. Además, la transferencia de calor provoca gradientes de temperatura que aumentan durante los ciclos transitorios, como el arranque. Se investigó la influencia de diferentes curvas de arranque en la temperatura y las tensiones térmicas de una microturbina de gas. Se simularon numéricamente los álabes estacionarios y rotativos de la turbina utilizando códigos comerciales CFD y FEM. Se resolvieron casos de transferencia de calor conjugada para obtener la transferencia de calor del fluido hacia los álabes. Los cambios de gradientes de temperatura dentro de los álabes durante los arranques se calcularon en estado transitorio con condiciones de contorno acordes a cada curva para evaluar cálculos precisos de tensiones térmicas. Los resultados mostraron que la modificación de las curvas de arranque repercutía en los niveles de tensiones térmicas y en el momento en que aparecían las mayores tensiones en cada componente. Además, las zonas sometidas a mayores tensiones estaban situadas cerca de las limitaciones de los álabes, donde las tensiones térmicas están restringidas. También se comprobó que la curva que tenía un periodo de calentamiento al principio del arranque permitía reducir los picos de tensiones haciéndola más factible y segura para la operación de arranque de la turbina.

• Materias:Máquinas eléctricas Mecánica de fluidos Turbinas Motores (Mecánica) Turbina eólica Energía cinética Turbomáquina
• Subjects:Electric machines Fluid mechanics Turbines Engines Wind turbine Kinetic energy Turbomachine
• Palabras claves:palas, arranque, transferencia de calor, gradientes de temperatura, cálculos precisos de tensiones térmicas, casos de transferencia de calor, accionamientos de transferencia de calor, producción de energía a escala, niveles de tensiones térmicas, curva
• Keywords:blades, start, heat transfer, temperature gradients, accurate thermal stresses calculations, heat transfer cases, heat transfer drives, scale energy production, thermal stresses levels, curve