TURBINA DE VAPOR
El éxito obtenido con las turbinas de agua condujo a utilizar el principio de la turbina para extraer energía del vapor de agua. Mientras que la máquina de vapor de vaivén desarrollada por Watt utilizaba la presión del vapor, la turbina consigue mejores rendimientos al utilizar también la energía cinética de éste. La turbina puede ser más pequeña, más ligera y más barata que una máquina de vapor de vaivén de la misma potencia, y puede ser de un tamaño mucho mayor que las máquinas de vapor convencionales. Desde el punto de vista de la mecánica, tiene la ventaja de producir directamente un movimiento giratorio sin necesidad de una manivela o algún otro medio de convertir la energía de vaivén en energía rotatoria. Como resultado de ello, la turbina de vapor ha reemplazado a las máquinas de vaivén en las centrales generadoras de energía eléctrica, y también se utiliza como una forma de propulsión a chorro.
La turbina de vapor no fue inventada por una única persona, sino que fue el resultado del trabajo de un grupo de inventores a finales del siglo XIX. Algunos de los participantes más notables en este desarrollo fueron el británico Charles Algernon Parsons y el sueco Carl Gustaf Patrik de Laval. Parsons fue responsable del denominado principio de escalones, mediante el cual el vapor se expandía en varias fases, aprovechándose su energía en cada una de ellas. De Laval fue el primero en diseñar chorros y palas adecuados para el uso eficiente de la expansión del vapor.
FUNCIONAMIENTO DE LA TURBINA DE VAPOR
En la turbina, un chorro de vapor de agua a elevada presión y temperatura, se hace incidir de manera adecuada sobre una hélice con álabes de sección apropiada. Durante el paso del vapor entre los álabes de la hélice, este se expande y enfría entregando la energía y empujando los álabes para hacer girar la hélice colocada sobre el eje de salida de la turbina.
El chorro de vapor de entrada se dirige a través de un conducto para que incida sobre los álabes en el ángulo mas adecuado.
Abajo están representados dos álabes contiguos y el flujo del vapor pasando entre ellos. Mientras pasa por los álabes, el vapor produce un empuje que hace girar la hélice, durante este proceso pierde energía por lo que se enfría y baja su presión.
Al igual que en el caso de la máquina a émbolos el vapor de salida de la hélice de la turbina, aun posee energía suficiente para entregar trabajo, por lo que una turbina real tiene múltiples etapas, con hélices cada vez de mayor tamaño donde se extrae esa energía sobrante y así aumentar notablemente el rendimiento.
TURBINA DE VAPOR PARA GENERACION ELECTRICA
Las turbinas de vapor se emplean principalmente en las centrales eléctricas de generación de energía eléctrica, cuyos componentes principales son:
Caldera: su función es la de generar el vapor necesario para el funcionamiento de la turbina.
Turbina: es la encargada de utilizar la energía del vapor de la caldera y transformarla en trabajo útil para mover un generador eléctrico.
Condensador: se emplea para condensar el vapor que sale de la turbina.
Bomba: usada para alimentar la caldera con el agua que proviene del condensador.
