• Motores de turbina

    From Rafael Suarez@2:341/14 to Todos on Wed Apr 30 11:44:54 2008
    ­Hola Todos!

    Este tipo de motor es fundamentalmente empleado en aviaci¢n, algunos barcos de gran porte generalmente militares y en generadores el‚ctricos de gran potencia.

    Para la misma potencia es menos voluminoso, tiene menos piezas moviles, p‚rdidas por fricci¢n y carece de tiempos muertos al desarroyar su energ¡a siempre en el mismo sentido o sea girando en un sentido siempre.

    Por contra es mas contaminante y su consumo es superior al motor alternativo.

    Hubo un tipo de invento que funcionaba y que se conoc¡a como motor rotativo o
    Henkel, pero parece que no era muy fiable y poco duradero por lo que aparentemente se ha desistido de comercializarlo aunque algunas unidades prototipo se construyeron e incluso se habl¢ mucho de ellos en su tiempo, la conplejidad del sellado de las c maras era su punto debil y lo que marcaba su escasa duraci¢n.

    Pero volvamos al motor de turbina que es el que ha sustituido a los alternativos en la aviaci¢n fundamentalmente, tanto en aviones de reacci¢n como
    en los de h‚lice ya que en ambos casos son mucho mas fiables y se consiguen prestaciones imposibles para los alternativos, tanto de dos como de cuatro tiempos.

    Una forma sencilla de imaginarnos su funcionamiento es pensando en un reloj de arena, una parte ancha que disminuye en el centro y vuelve a expandirse de nuevo.

    Imaginemos que lo desplazamos r pidamente en el aire, este entrar  por la parte ancha y se comprimir  en el centro y volver  a expandirse por el lado posterior.

    Ahora pongamos en ese centro angosto un dispositivo que le suministre combustible y lo inflame justo donde empieza a expandirse, la explosi¢n de la mezcla generar  una presi¢n que ser  inferior a la que se ha comprimido el aire
    de la entrada por lo que el principio acci¢n reacci¢n al estar la salida abierta generar  una fuerza en el sentido inverso a la salida como en cualquier
    cohete de pirotecnia.

    Pero la cosa al llevarla a la pr ctica no es tan sencilla aunque el principio sea este ya que habr¡a que lanzar por otro medio el veh¡culo hasta que consiguiera la velocidad suficiente para que se cumpla el principio.

    En los motores de aviaci¢n se consigue poniendo a la entrada un conjunto de aspas que al girar consigan la presi¢n suficiente para conseguir su arranque.

    Otro grupo de aspas a la salida unidas a la primera por un eje r¡gido colaborar n en el mantenimiento de la presi¢n e incluso aumentarla permitiendo subir la potencia.

    Hay dos tipos de motor de turbina, el que se usa de la forma mas simple, en los motores de aviaci¢n en que directamente se aprovecha el impulso inverso y los que tienen como fin aprovechar la energ¡a mec nica rotativa, para usarlos en aviones de h‚lice, en barcos o en generadores el‚ctricos.

    En estos £ltimos la h‚lice de salida es una bater¡a de ellas que ocupan casi
    toda la c mara de combusti¢n lo que hace que la energ¡a al aplicarse sobre este
    grupo compacto de h‚lices se pierda el impulso inverso que se tiene en los de salida por reacci¢n, pero por contra en el eje tendremos energ¡a mec nica rotativa como en un motor convencional.

    Al igual que un motor de explosi¢n convencional precisa que se le aplique una fuerza externa hasta conseguir un n£mero determinado de revoluciones que inicien el proceso.

    Saludos
    Rafael
    rsuarez@rafastd.org
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  • From Carlos Robinson@2:341/14.70 to Rafael Suarez on Fri May 2 14:11:14 2008
    Hola Rafael,

    El Mi‚rcoles 30 de Abril de 2008, Rafael Suarez escribi¢ a Todos:

    Por contra es mas contaminante y su consumo es superior al motor alternativo.

    Contaminante, no se, pero el consumo es menor para igual potencia, salvo que lo
    uses en coches.

    Hubo un tipo de invento que funcionaba y que se conoc¡a como motor rotativo o Henkel, pero parece que no era muy fiable y poco duradero
    por lo que aparentemente se ha desistido de comercializarlo aunque
    algunas unidades prototipo se construyeron e incluso se habl¢ mucho de ellos en su tiempo, la conplejidad del sellado de las c maras era su
    punto debil y lo que marcaba su escasa duraci¢n.

    Wankel. Se sigue usando. Hay una motocicleta en USA con ese sistema, y creo que
    se sigue fabricando.

    http://en.wikipedia.org/wiki/Wankel_engine

    Mira esto:

    Perhaps the most exotic use of the Wankel design is in the seat belt pre-tensioner system of some Mercedes-Benz cars.[22] In these cars, when deceleration sensors sense a potential crash, small explosive cartridges are triggered electrically and the resulting pressurized gas feeds into tiny Wankel
    engines which rotate to take up the slack in the seat belt systems, anchoring the driver and passengers firmly in the seat before any collision

    Usan un peque¤o motor Wankel movido por los gases comprimidos de un cartucho explosivo para enrollar los cinturones de seguridad de los Mercedes antes de la
    colisi¢n. ­Toma ya!

    ­Y hay un dise¤o de un motor de 0.1 cc! Quieren usarlo para producir energ¡a electrica, 100 mW.

    Y en plan curioso:

    http://en.wikipedia.org/wiki/Internal_combustion_engine#Engine_cycle

    Habla de motores de 5 y 6 ciclos. Curiosos. Usa un par de ciclos como motor de vapor, aprovechando el calor residual de la combusti¢n.


    Una forma sencilla de imaginarnos su funcionamiento es pensando en
    un reloj de arena, una parte ancha que disminuye en el centro y vuelve
    a expandirse de nuevo.

    Imaginemos que lo desplazamos r pidamente en el aire, este entrar 
    por la parte ancha y se comprimir  en el centro y volver  a expandirse
    por el lado posterior.

    Ahora pongamos en ese centro angosto un dispositivo que le
    suministre combustible y lo inflame justo donde empieza a expandirse,
    la explosi¢n de la mezcla generar  una presi¢n que ser  inferior a la
    que se ha comprimido el aire de la entrada por lo que el principio
    acci¢n reacci¢n al estar la salida abierta generar  una fuerza en el sentido inverso a la salida como en cualquier cohete de pirotecnia.

    Ese que explicas es el estato-reactor, que practicamente no se usa, salvo experimentales y alg£n militar de pruebas. No se porque.

    Una variaci¢n ser¡a el pulso-reactor, con el que estuve jugando hace tiempo. Es
    el de las bombas volantes alemanas de la primera guerra, las V1.

    -------
    |. \ \
    \ o ------
    |. ====>>
    \ mm ------
    | ww /
    -------

    El aire entrante por el movimiento empuja las cortinillas y entra en la c mara,
    donde se mezcla con el combustible y explota por un filamento incandescente o los gases de antes. Al explotar cierra las cortinillas, y solo puede salir por la tobera. Cuando la explosi¢n se agota vuelve a entrar aire por delante que consigue abrir las cortinillas.

    Muy simple de fabricar, pero no arranca por sus medios.


    En los motores de aviaci¢n se consigue poniendo a la entrada un
    conjunto de aspas que al girar consigan la presi¢n suficiente para conseguir su arranque.

    Otro grupo de aspas a la salida unidas a la primera por un eje
    r¡gido colaborar n en el mantenimiento de la presi¢n e incluso
    aumentarla permitiendo subir la potencia.

    Un turbocompresor axial a la entrada, y una turbina de gas a la salida, en el mismo eje solidario. La turbina mueve el compresor. En otro dise¤o el eje es hueco, y contiene otro eje, que movido por una segunda turbina propulsa otra turbina a la entrada: en vez de ser "motor de reacci¢n" lo llaman "turbo propulsor" o algo as¡. El segundo flujo de aire enfr¡a los gases de la combusti¢n, aprovechando el calor para producir expansi¢n que hace girar la turbina segunda. De esa manera consiguen aumentar el rendimiento; es el sistema
    que usan los aviones comerciales. Otra variaci¢n es, con ese eje secundario, y a trav‚s de un reductor (engranajes) mover una helice delantera: turbo-helice. Si la helice es trasera y de palas anchas y cortas, parecida a las de barco, creo que les llaman "turbofan". Los dos ultimos son muy eficaces energ‚ticamente.

    Siempre me han fascinado esto motores :-)

    Saludos,
    Carlos

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