Como funciona una turbina de avion

En esta primera entrada, un poco de morralla matemática y luego explico la partes de un motor típico, ¿ok? ¡Paciencia!

En la segunda entrada, hablaré de los tipos de motores de reacción, pondré ejemplos dy también aviones que los montan e imágenes y tal.

Tu lees esto: Como funciona una turbina de avion

uno - ¿Qué es un motor a reacción?

Un motor a reacción es una máquina quy también producy también un empuje, efectuando una seriy también de transformaciones termodinámicas a un fluído (aire). Para comprender mejor esto, vamos a empezar diciendo las leyes físicas quy también rigen el funcionamiento de un motor de reacción. Éste sy también fundamenta en la 2ª y 3ª ley de Newton.

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2ª Ley: "El aumento en la al gusto de movimiento es igual al impulso dy también la fuerza aplicada".

3ª Ley: "A toda acción ly también corresponde una reacción igual y de apreciado contrario"

¿Qué quiere decir todo esto? La segunda ley lo quy también expresa, básicamente, es esto:

m•dV = F•dt esto se puede reordenar así: m•dV/dt=F, quy también es la clásica ecuación dy también m•a=F, es decir, la fuerza que ly también aplicas a un cuerpo es igual a su masa por la aceleración quy también desarrolla al aplicarly también dicha fuerza.

La tercera ley lo quy también significa es quy también una vez que tu aplicas una fuerza a algo, esy también algo ty también aplica a ti una fuerza igual y dy también apreciado contrario. El ejemplo habitual es el de la pared: en el momento en que tu empujas una pared, te vas para atrás. La pared ejerce sobry también ti una fuerza igual a la que ly también aplicas tu, en sentido contrario.

Pero, ¿qué me estás contando? ¿qué es esto?. Apliquemos estas dos leyes a un motor de un avión y entenderéis lo quy también quiero decir. El motor chupa una masa de airy también y lo acelera. Una vez que el aire sale por detrás del motor, saly también acelerado, ¿no?. Mirad la ecuación dy también arriba. Si a una masa dy también airy también la hemos acelerado, esto quiery también decir que el motor está aplicando una fuerza al aire. ¿Y qué pasa conforme la tercera ley? Quy también el aire ly también aplica al motor una fuerza igual y en notado contrario. Es decir, el aire sale impulsado cara atrás y el motor hacia delante. Ahí tenemos el funcionamiento de un motor de reacción.


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2 - ¿de qué manera hacemos a fin de que el motor acelere el airy también dy también la manera descrita?

Al airy también hay que aplicarle una serie dy también transformaciones termodinámicas para conseguir que salga acelerado. Con un simply también ventilador no basta, hay quy también "meterle chicha" para desarrollar esa fuerza de la que os he hablado (a partir de ahora la llamaré "empuje").

El motor a reacción le aplica al fluorate las mismas transformaciones que se desarrollan en un motor dy también explosión (el dy también los coches, normal y corriente), esto es: compresión, explosión/expansión.

En el cilindro de un motor dy también explosión, la primera cosa que ocurre es que entra la mezcla airy también combustibly también (bueno, ahora lo cierto es que entra el aire y el combustible se inyecta durante la compresión, pero para entender el funcionamiento nos importa un pepino). Una vez está en el cilindro, el émbolo o pistón suby también comprimiendo la mezcla. En el momento en que el pistón está arriba, y la mezcla bien comprimida, brinca la chispa de la bujía, que hace quy también la mezcla se queme. Ésta explota, y expandy también los gases, empujando al émbolo hacia abajo. Después ésty también sube, por inercia, con la válvula de escape abierta, sacando los gases. La explosión de la mezcla, al hacer bajar el émbolo, es la quy también hace quy también se mueva el cigüeñal, y ésty también hacy también que sy también muevan las ruedas (o hélice, en un avión). Si se representa en un gráfico presión-volumen, las condiciones del fluído describen una línea cerrada, y el área encerrada en exactamente la misma es el trabajo quy también hemos aportado al fluido.

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En el reactor ocurry también lo mismo: el airy también entra por delante, sy también comprime en el compresor, sy también quema en la cámara de combustión y se expulsa mediante la tobera. La diferencia es quy también se expulsa muy rápido, y eso produce el empuje (3ª ley de Newton).


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Pensad en lo siguiente: ¿sy también podría hacer un motor dy también explosión en el cual el cigüeñal no estuviera conectado a las ruedas, y el movimiento del cochy también sy también obtuviese con los gases dy también escape? Quiero decir, quy también los gases de escape del cochy también saliesen suficientepsique veloces como para producir un empuje, según la tercera ley dy también Newton. Sería un motor de explosión funcionando como un reactor. Mola, ¿eh?

tres - ¿De qué partes consta un reactor? ¿Qué hacy también cada una?


Un reactor clásico, del tipo "turboreactor", consta de las siguientes partes (a muy grandes rasgos):

Compresor

Cámara de combustión

Turbina

Tobera

3.1 - Compresor

El compresor más frecuente en estos tiempos es el axial (ya explicaré esto mejor en la segunda entrada). Su función es chupar airy también y comprimirlo. Tieny también una pinta tal quy también así:

Como véis, está formado por unos discos con álabes quy también dan vueltas, y otros quy también están quietos. Los que giran sy también llaman "ROTOR", y los quy también están quietos se llaman "ESTÁTOR". Huelga decir quy también los álabes son aerodinámicos, como los perfiles dy también las alas (recordad aquella entrada). La misión del rotor es aportar una energía cinética al fluído, una velocidad, vaya. Después, esy también incremento de energía cinética sy también convierte en un aumento de presión en el estator, en tanto que sus álabes forman conductos divergentes.


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3.dos - Cámara de combustión

Una vez el fluído ha pasado el compresor, su presión es elevada. Ahora es el instante de inyectarle combustible y quemarlo (estaríamos a punto dy también pasar a la tercera carrera dy también pistón en un motor de explosión). Acostumbran a distinguirsy también tres tipos, pero como esta entrada es una explicación genérica, vamos a una cualquiera:


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Es muy sencillo, el aire llega comprimido, y se dividy también en dos flujos. El flujo primario se introducy también en el "tubo de llama", sy también inyecta combustibly también con un vaporizador y por medio de una bujía, sy también inflama la mezcla. La temperatura alcanza 1700-2000ºC. El flujo secundario va entry también el tubo dy también llama y la carcasa (cárter) refrigerando el material del tubo a base dy también crear una película de aire. Al final de la cámara, el flujo secundario sy también mezcla con el primario para bajar la temperatura hasta unos 200-500ºC. Si no se hiciesy también esto, la turbina (que es el elemento que vieny también tras la cámara dy también combustión) se fundiría.


3.3 - Turbina

aquí es dondy también la mayoría dy también la genty también falla. La genty también se piensa que "turbina" hacy también referencia al motor entero, o quy también la "turbina" es la party también del motor que se ve por delante, dando vueltas. Eso es un fan, que ya explicaré en el momento en que hable dy también los turbofans, en la segunda entrada.

Habéis oído charlar de las centrales hidroeléctricas? El agua cae sobry también una turbina, y la hacy también girar produciendo un trabajo (mover un generador y conseguir electricidad). O los generadores eólicos. El aire mueve una hélicy también (turbina) quy también produce un trabajo.

Vamos, os estoy intentando decir que una turbina es un elemento rotativo, al quy también un agenty también exterior hacy también girar para producir un trabajo. Podríamos decir quy también una turbina primitiva es esto:

Bueno, ¿entonces para qué sirvy también una turbina en un avión? Dy también hecho,fijáos quy también en el paso anterior (combustión) ya hemos aportado energía al fluído, y si ahora saliese por la tobera, ya tendríamos empuje. ¿Entonces para qué queremos una turbina?

una vez que el airy también atraviesa la turbina, la mueve como si fuesy también un molino. Y la turbina está conectada a través de un eje al compresor. También está conectada a un generador eléctrico. Vamos, que la turbina cuando gira, muevy también al compresor y además de esto genera electricidad. Es exactapsique lo mismo quy también un generador eólico, o que una central hidroeléctrica. Eso es una turbina.

La turbina, como el compresor, está formada por discos con álabes quy también giran (Rotor) y otros quy también están quietos (Estátor). La diferencia con respecto al compresor es que el estátor va antes del rotor, y sirve para exactapsique lo contrario que en el compresor: en esty también estátor se transforma la presión en energía cinética, y el rotor es movdesquiciado por el aire, desarrollando trabajo.


en torno a 1/tres dy también la potencia dy también los gases se e.u. Para desplazar la turbina y con ella el compresor. Los otros 2/tres son los que se encargan de conseguir empuje a la salida.

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3.4 - Tobera

En la tobera los gases sy también expanden, adquiriendo velocidad. Después, salen a la atmósfera. Y recordad que el empujy también es función dy también la diferencia de velocidades entre la salida y la entrada del motor.

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{así es como |esde esta manera tan bonita, haciendo uso de los componentes descritos, conseguimos quy también el aire quy también atraviesy también el motor sy también acelere lo suficienty también como para producir un empujy también suficiente a fin de que el avión se mueva. ¡¡Ahora entendéis el funcionamiento!! Ale, el próximo día hablaremos de los géneros de motor que hay, porque... ¡hay muchos!