FACULTAD DE INGENIERIA ( U.B.A. )xxx

(ROGAMOS NO ALTERAR EL FORMATO ESTABLECIDO EN LA PLANIFICACION. ACUALIZAR DENTRO DE LA TABLA DESTINADA PARA SU EDICIN ) Ref. : Secretara de Gestin Pedaggica e-mail: sgesped@fi.uba.ar Pag.:1

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA Y NAVAL ASIGNATURA: 6720 - TURBOMAQUINAS Planificacin de Asignaturas La Planificacin de Asignaturas para cada cuatrimestre es obligatoria y debe estar avalada por el Director de Departamento y por su Consejo Asesor si fuera posible. Debe incluir: Nombre, cdigo de la asignatura y crditos asignados. Cuatrimestre para el cual se presenta la planificacin. Objetivos de la asignatura: Los objetivos, propsitos o metas son orientadores de los procesos de enseanza y aprendizaje. Resulta conveniente que expresen un alto nivel de integracin de los fenmenos a estudiar. Resulta interesante la vinculacin con una situacin concreta, proponer la realizacin de trabajos, ensayos, investigaciones, proyectos, en un intento por evitar la fragmentacin de lo que se estudia. d.- 1) Programa Analtico: Se entiende por Programa Analtico al conjunto de conocimientos pertenecientes a una disciplina, organizados y seleccionados para la enseanza. Estos contenidos se estructuran en un todo, cuyas unidades son analizadas en particular y en relacin con las unidades restantes. En este punto se establece en detalle que es lo que se ensea. d.- 2) Programa Sinttico de contenidos mnimos: Constituye el contenido mnimo indispensable que es necesario desarrollar en un curso, puede o no estar subdividido en unidades. Las partes del todo son unidas en base aquello que es fundamental. En este tipo de programas, las partes pierden sus detalles. En este sentido, el programa sinttico no se debe limitar a la simple enunciacin de los ttulos de las unidades constitutivas del programa analtico, sino que su elaboracin resulta de un trabajo de seleccin de aquellos contenidos que se consideran indispensables para la asignatura en virtud de las metas propuestas. Bibliografa Sugerida Turnos, horarios y docentes a cargo de los mismos. Profesor responsable de la asignatura y coordinador si lo hubiera. Mtodo de enseanza: Se refiere a las estrategias que se usan para la enseanza, es decir como se ensean los contenidos de la materia. Un curso puede incluir ms de una estrategia. Modalidad de la evaluacin parcial, indicando si existe, la divisin de los temas de evaluacin en unidades temticas. Calendario tentativo de Actividades, Trabajos Prcticos de laboratorio a realizar durante el curso, Fechas de las Evaluaciones: Evaluacin Parcial Evaluacin Integradora Horarios de consulta, Clases especiales, si las hubiere. Los puntos a), b), g), i) y j) se debern actualizar todos los cuatrimestres, mientras que los otros puntos slo debern corregirse cuando haya modificaciones respecto del cuatrimestre precedente. La Planificacin de cada materia debe publicarse antes de la inscripcin para conocimiento de los estudiantes.

FACULTAD DE INGENIERIA ( U.B.A. )xxx

(ROGAMOS NO ALTERAR EL FORMATO ESTABLECIDO EN LA PLANIFICACION. ACUALIZAR DENTRO DE LA TABLA DESTINADA PARA SU EDICIN ) Ref. : Secretara de Gestin Pedaggica e-mail: sgesped@fi.uba.ar Pag.:2

a).- b).- MATERIA CODIGO CRED CUATRIMESTRE TURBOMAQUINAS 6720 6 03/1 c).- OBJETIVOS Adquirir los conocimientos terico-prcticos relativos al fundamento, funcionamiento, aplicaciones, instalacin y utilizacin de las turbomquinas trmicas e hidrulicas, tanto en lo referente a turbomquinas de combustin interna, como de combustin externa y mquinas hidrulicas. La materia est orientada a la aplicacin de los elementos fundamentales de la termodinmica y fluidodinmica a las turbomquinas, criterios de proyecto y de seleccin, anlisis descriptivo del funcionamiento de las mismas en las condiciones de proyecto y en condiciones diversas de las de diseo. La transmisin de contenidos tericos se complementa con la realizacin de trabajos prcticos y la ejercitacin en base a casos concretos y desarrollos conceptuales, mediante clculos de aplicacin. Para la ejecucin de los trabajos prcticos los alumnos utilizan programas de clculo para PC, desarrollados por el personal docente de la materia. d.- 1) - ANALITICO 1. INTRODUCCION: Clasificacin general de las mquinas que operan con un fluido. Mquinas operativas y mquinas motrices. Mquinas Hidrulicas y Mquinas Trmicas. Mquinas Volumtricas. Introduccin General a las Turbomquinas. Revisin de conceptos bsicos acerca del movimiento de fluidos y de la energa de un fluido en movimiento. Impulso y cantidad de movimiento; principio de accin y reaccin; las turbomquinas que funcionan con fluidos incompresibles y las que funcionan con compresibles; mquinas de combustin externa e interna; las turbomquinas hidrulicas, a vapor y la turbomquina a gas. Turbobombas, bombas axiales y centrfugas. Ventiladores y Turbocompresores. Transmisores de Potencia y Acoplamientos Fluidos. Generalidades. Configuracin de las turbomquinas. Turbomquinas axiales, radiales y mixtas. Disposiciones constructivas. Anlisis comparativo con otras mquinas primarias. Situacin de las Turbinas Hidrulicas y de las Turbinas a Vapor y a Gas, en el mbito de los transformadores de energa. 2. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS: Hiptesis de clculo de las Turbomquinas. Ecuacin de Euler; aplicacin a las turbomquinas que operan con fluidos compresibles e incompresibles. Transformacin de la Energa Cintica en Trabajo Mecnico, aplicacin al caso de paletas planas y curvas. Evolucin del diseo de las paIetas de las turbomquinas. Perfiles de mayor utilizacin en la prctica. Semejanza Fluidodinmica. Efecto de Escala. Velocidad Especfica y Dimetro Especfico. Transformacin de Energa Calrica en Cintica, en fluidos compresibles: Aplicacin a las Turbomquinas Trmicas de las leyes fundamentales de la Termodinmica Energtica y de la Fluidodinmica. 3.- MOVIMENTO DEL FLUIDO EN CONDUCTOS ESTATORICOS Y ROTORICOS DE LAS TURBOMAQUINAS. TOBERAS Y DIFUSORES: Velocidad del sonido y propiedades de remanso de una corriente fluida. Nmero de Mach. Flujo adiabtico e isoentrpico de una corriente adiabtica estacionaria. Presin crtica y condiciones de criticidad. Funcionamiento de toberas y difusores en condiciones de proyecto y en condiciones diversas de las de proyecto. Rendimiento de toberas y difusores en general. Los fenmenos de onda en el caso del movimiento unidireccional de un fluido compresible. Las Curvas de FANNO. El flujo en los conductos estatricos de las turbomquinas: Fenomenologa del flujo; El diagrama y el cono de STODOLA; el comportamiento real de las toberas y su rendimiento. El flujo en los conductos rotricos de las turbomquinas: Movimiento absoluto y relativo del fluido; Los tringulos de velocidades; El intercambio de trabajo entre fluido y el paletado; Paletas de Accin y de Reaccin; Grado de Reaccin; Forma del paletado rotrico y diagrama de expansin; El rendimiento del paletado rotrico. Distintas configuraciones de las turbomquinas utilizadas en la prctica: turbomquina de impulso simple, motivos del fraccionamiento de la velocidad y del salto entlpico; disposicines CURTIS, RATEAU y PARSONS, etapas de velocidad y de presin.

FACULTAD DE INGENIERIA ( U.B.A. )xxx

(ROGAMOS NO ALTERAR EL FORMATO ESTABLECIDO EN LA PLANIFICACION. ACUALIZAR DENTRO DE LA TABLA DESTINADA PARA SU EDICIN ) Ref. : Secretara de Gestin Pedaggica e-mail: sgesped@fi.uba.ar Pag.:3

4.- FUNDAMENTOS GENERALES DEL ANALISIS DIMENSIONAL Y SU APLICACION A LAS TURBOMAQUINAS TERMICAS Y A LOS GENERADORES DE VAPOR. Los criterios de semejanza. El nmero de revoluciones especfico. Agrupamiento adimensional de variables. Analogas. Coeficientes adimensionales: caudal, presin, velocidad especfica, dimetro especfico. Diagrama de BALJE. 5.- FUNDAMENTOS GENERICOS DE LA TEORIA ALAR Y SU APLICACION AL CASO DE LAS TURBOMQUINAS: Introduccin al estudio de las acciones aerodinmicas en el movimiento de los perfiles de las paletas; Caractersticas de los perfiles alares; Coeficientes de resistencia y sustentacin; Eficiencia aerodinmica del perfil; Condiciones anormales de funcionamiento; Comportamiento real de un perfil alar. 6.- TURBOMAQUINAS HIDRAULICAS Clasificacin de la Mquinas Hidrulicas. Elementos constitutivos de una Turbomquina Hidrulica. Hiptesis de Clculo. Tringulos de velocidades. Aplicacin de la Ecuacin de Transferencia de Euler. Turbomquinas Radiales y Axiales. Clasificacin de las Turbinas Hidrulicas. Tamao caracterstico del funcionamiento de una turbina. Curvas caractersticas. Velocidad y dimetro especfico. a.- Turbinas Hidrulicas a Accin. Tringulos de Velocidades. Rendimiento hidrulico. La Turbina Pelton; dimensionamiento y prdidas. Velocidad Especfica y Dimetro Especfico. Mxima cada utilizable. b.- Turbinas Hidrulicas a Reaccin. Evolucin de las Turbinas a Reaccin. Descripcin de la Turbina Francis. Descripcin de la Turbina Axial. Curvas Caractersticas. Grado de Reaccin. Tringulos de Velocidades. Dimensionamiento de una Turbina Francis; Regulacin, Difusor, Cavitacin. Mxima cada con la cual puede operar y altura mxima de descarga de una turbina Francis. Mquinas Reversibles. El caso particular de la turbina axial con paletas regulables Kaplan. 7.- TURBINAS A GAS: a.- GENERALIDADES: Elementos constitutivos de una instalacin de turbina a gas: compresor, cmara de combustin y turbina. Clasificacin, turbinas a presin y a volumen constante. Comparacin con las otras mquinas trmicas primarias. b.- CICLOS DE TURBINAS A GAS: Ciclos ideales: Carnot, Joule - Brayton, Ericcson. Ciclos simples y regenerativos. Trabajo de compresin y de expansin. Influencia de la temperatura ambiente sobre el trabajo desarrollado. Rendimientos; factores de los cuales depende el rendimiento trmico. Factor de potencia. Ciclos multietapa; Ciclos con compresiones en varias etapas y refrigeracin intermedia. Ciclos con varias expansiones y recalentamiento intermedio. Regeneracin. Influencia de la relacin de compresin en la recuperacin de calor. Campo de aplicacin del recuperador. Rendimiento del recuperador. Ciclos lmites: Factores de diferenciacin con los ciclos ideales. Clculo de los ciclos lmites. Trabajo. Rendimiento. Ciclos reales: Consideracin de las irreversibilidades. Rendimientos adiabticos de compresin y expansin. Uso de tablas para el clculo de ciclos reales; Tablas de Smith y de Keenan y Kaye. Trabajo de compresin y expansin. Rendimientos, factores de los cuales dependen. Regeneracin real. Potencia indicada y potencia efectiva de la instalacin de turbina a gas. Cadas de presin en el ciclo real. Consumo especfico de combustible. Consumo especfico de calor. c.- COMPRESORES: Clasificacin de los compresores; volumtricos y dinmicos. Caractersticas principales. Compresores centrfugos y axiales. Elementos constituyentes. Campos de aplicacin. Aplicacin de las ecuaciones de Euler. Forma e inclinacin de las paletas. Tringulos de velocidades. Grado de reaccin e influencia de las caractersticas de las paletas. Aplicacin de la teora de la semejanza para el estudio de las curvas caractersticas de los compresores; Parmetros adimensionales y curvas caractersticas de funcionamiento. Anormalidades de marcha; fenmenos de bombeo y pulsacin. Lmites de funcionamiento estable. Curvas de performance. Estudio de la forma de los alabes de los compresores axiales. Perfiles alares. Coeficientes de resistencia y sustentacin. Eficiencia aerodinmica. Funcionamiento de los compresores dinmicos en condiciones diversas de las de diseo. Caractersticas constructivas de los compresores centrfugos y axiales. Materiales constitutivos. d.- TURBINAS: Clasificacin de las turbinas a gas. Turbinas para servicio pesado y aeroderivadas. Turbinas fijas. Turboreactores, Turbopropulsores.

FACULTAD DE INGENIERIA ( U.B.A. )xxx

(ROGAMOS NO ALTERAR EL FORMATO ESTABLECIDO EN LA PLANIFICACION. ACUALIZAR DENTRO DE LA TABLA DESTINADA PARA SU EDICIN ) Ref. : Secretara de Gestin Pedaggica e-mail: sgesped@fi.uba.ar Pag.:4

Turbina de accin. Principio de funcionamiento. Fuerza y trabajo desarrollados. Turbina de reaccin. Principio de funcionamiento. Grado de reaccin. Fuerza y trabajo desarrollados. Anlisis de las prdidas y rendimientos en coronas de accin y reaccin. Prdidas externas. Fuga de gas. Coeficiente de recalentamiento. Caractersticas constructivas de las Turbinas a Gas. Materiales componentes. Sistemas de refrigeracin por aire. Refrigeracin de paletas y de los dems elementos componentes. e.- CAMARAS DE COMBUSTION: Proceso de combustin de flujo permanente. Cadas de presin. Inyeccin de combustible. Sistemas de encendido. Flujo en quemadores y estabilidad de la combustin. Rendimientos. Materiales constitutivos y disposiciones constructivas. f.- COMBUSTIBLES: Tipos de combustibles utilizados en Turbinas a Gas. Ventajas e inconvenientes de cada tipo de combustible. Inflamabilidad de los combustibles e influencia de la velocidad de la llama. Elementos contaminantes en los gases de escape a la atmsfera: CO, CO2, NOx y dems productos nocivos. Mtodos para disminuir la emisin de elementos nocivos a la atmsfera: Inyeccin de agua y de vapor. Control seco, Dry Low Nox. Normas de aplicacin internacionales, para la emisin de gases a la atmsfera de turbinas a gas, valores lmites admisibles en Argentina. g.- INSTALACIONES AUXILIARES DE LAS TURBINAS A GAS: Instalaciones para alimentacin de combustible. Instalaciones para lubricacin. La refrigeracin. La sonoridad de las plantas con turbinas a gas. Silenciadores. Normas internacionales que limitan el nivel de sonoridad, lmites admisibles en Argentina. Filtros para el aire de aspiracin. Dispositivos autolimpiantes. Lay-out de plantas para generacin de energa elctrica con Turbinas a Gas. h. REGULACION: Arranque y regulacin de las instalaciones de Turbinas a Gas. Estudio del funcionamiento y regulacin. Funcionamiento en condiciones distintas a las de diseo. Curvas caractersticas del compresor y de la turbina. Funcionamiento en vaco y bajo carga. Anlisis del rendimiento de la instalacin a cargas parciales. i.- VIBRACIONES: Nociones de equilibrio esttico y dinmico de rotores; Funcionamiento anormal; Anlisis vibratorio; Mtodos para deteccin y correccin de vibraciones; Equipos para el equilibrado de rotores. j. ENSAYO: Ensayo del conjunto compresor-turbina. Normas de aplicacin. Metodologa. Determinacin de Potencia, Rendimiento y Consumos. Reduccin a valores normales teniendo en cuenta las presiones y temperatura ambiente y las prdidas de carga en admisin y escape. 8.- TURBINAS A VAPOR: a.- GENERALIDADES: Elementos constitutivos de las turbinas a vapor. Clasificacin: Turbinas de escape atmosfrico, de condensacin, de contra presin, con extracciones mltiples, con recalentamiento intermedio. Aplicaciones. Comparacin con otras mquinas trmicas primarias. b.- LA MAQUINA DE COMBUSTION EXTERNA Y EL CICLO DE VAPOR: Ciclos termodinmicos, fundamentos y optimizacin. Evoluciones del vapor en diagramas T - S e i - S ( Mollier ). Toberas y Difusores. Toberas ideales, gastos y velocidades. Secciones de pasaje del vapor. Presiones y velocidades crticas. Estudio del flujo del vapor mediante las Curvas de Fanno. Rgimen subsnico y supersnico. Nmero de Mach. Prdidas y rendimiento de transformacin. La tobera De Laval. Evolucin real del vapor en las toberas. Representacin en los diagramas. Nociones de diseo. Ensayo de toberas. c.- CORONAS DE ACCION Y REACCION: c.1 CORONAS DE ACCION; Principio de funcionamiento. Rendimiento de las transformaciones de energa. Valores ptimos. Curvas de rendimiento. Diagrama de velocidades. Transformacin de la energa. Trabajo y Rendimiento Perifrico. Limitacin de la velocidad perifrica; escalonamiento de velocidades y presiones. Nociones de diseo y de caractersticas constructivas.

FACULTAD DE INGENIERIA ( U.B.A. )xxx

(ROGAMOS NO ALTERAR EL FORMATO ESTABLECIDO EN LA PLANIFICACION. ACUALIZAR DENTRO DE LA TABLA DESTINADA PARA SU EDICIN ) Ref. : Secretara de Gestin Pedaggica e-mail: sgesped@fi.uba.ar Pag.:5

c.2 CORONAS DE REACCION; Principio de funcionamiento. Rendimiento de la transformacin de energa. Valores ptimos. Curvas de rendimiento. Grado de Reaccin. Diagrama de velocidades. Trabajo. Empuje axial. Escalonamiento de presiones. Nociones de diseo y constructivas. d.- PERDIDAS; Prdidas en toberas, labes y directrices. Coeficientes. Potencia de Prdidas. Fugas de vapor en prensaestopas, cajas labernticas y diafragmas. Determinacin de la prdidas en cajas labernticas mediante las Curvas de Fanno. Prdidas en pistones de equilibrio. Prdidas por rotacin en coronas; rozamiento y ventilacin. Prdidas por velocidad de salida y escape. e.- RENDIMIENTOS; Rendimiento de los alabes. Perifrico, Interno y Efectivo total. Efectos del recalentamiento del vapor, debido a las prdidas. Factor de recalentamiento. Curva de Condicin. Lnea de Willans. Curvas reales de condicin. Factor de Calidad. Nmero de Parsons. f.- REGULACION DE TURBINAS A VAPOR; Sistemas de regulacin, Cualitativo y Cuantitativo, ventajas e inconvenientes. Efectos sobre las Curvas de Condicin. Modificacin de los diagramas de velocidades y variaciones del rendimiento. Reguladores de turbinas a vapor. Sistemas directos e indirectos por servomotores. Variacin de los estados de carga: efecto sobre el consumo especfico de vapor. Lnea de Willans segn el sistema de regulacin utilizado. g.- SISTEMAS DE SEGURIDAD AUXILIARES; Sistemas directos y a distancia. Alarma y Corte. Control de sobre presiones y sobre velocidades. Excentricidad de eje. Vibraciones en cojinetes. Expansiones en el estator. Vlvulas de seguridad. Venteos. Circuitos de lubricacin; controles de presin de aceite en turbinas y servomecanismos. Circuitos de alarma. h.- ENSAYOS DE TURBINAS A VAPOR; Determinacin de los consumos trmicos, rendimientos, temperaturas de vapor y de metales. Medicin de potencia. 9.- GENERACION DEL VAPOR PARA ACCIONAMIENTO DE TURBINAS: Breve descripcin de la evolucin de los generadores de vapor. Clasificacin, generadores humotubulares, acuotubulares y pirotubulares. Circulacin natural y forzada. Generadores modernos, elementos componentes; domo, tubos vaporizadores, economizadores, recuperadores, precalentadores de aire. Sobrecalentadores: funcin y tipo de sobrecalentadores. Control del sobrecalentamiento. Parmetros que definen a un generador de vapor; Presin de timbre, de rgimen, Superficie de calefaccin, Produccin total de vapor, Produccin especfica de vapor, Indice de vaporizacin, Rendimiento. Regulacin de generadores de vapor; Regulacin de la produccin de vapor, Regulacin de la presin y de la temperatura. Mtodos para la regulacin de la produccin de vapor. Sistemas para la regulacin de la temperatura y de la presin del vapor sobrecalentado; con sobrecalentadores de conveccin y de radiacin y mediante atemperacin del vapor. Anlisis de los diversos tipos de generadores de vapor y de sus elementos componentes. Aplicaciones de cada tipo de generador. Estudio detallado de los generadores modernos de radiacin y paredes de tubos de agua. Elementos componentes auxiliares; bombas, ventiladores, dampers, chimeneas de tiro forzado y natural. Sopladores de cenizas. Separadores electrostticos.. Combustin en generadores de vapor. Combustibles utilizados. Proceso de combustin y regulacin. Punto de roco. Distintos tipos de hogares y quemadores. Lechos fluidos. Disposiciones constructivas en los generadores de vapor, materiales de los distintos componentes. Aislacin. Estructuras portantes. Dispositivos para seguridad y venteo. Instrumentos y dispositivos para regulacin y control del funcionamiento de un generador de vapor. Programacin y control mediante computacin; Arquitectura de los sistemas. Nociones acerca del diseo de generadores de vapor; Aplicacin de los conceptos de transmisin del calor al diseo de economizadores, precalentadores, evaporadores, sobrecalentadores y hogares. Pinch Point. Potencia trmica de un generador de vapor. Prueba y ensayo de generadores de vapor; Balance Trmico, Mtodos directo e indirecto para la determinacin del rendimiento, Normas ASME e IRAM. 10.- UTILIZACION DE LAS TURBOMAQUINAS TERMICAS EN CENTRALES PARA LA PRODUCCION DE ENERGIA ELECTRICA:

FACULTAD DE INGENIERIA ( U.B.A. )xxx

(ROGAMOS NO ALTERAR EL FORMATO ESTABLECIDO EN LA PLANIFICACION. ACUALIZAR DENTRO DE LA TABLA DESTINADA PARA SU EDICIN ) Ref. : Secretara de Gestin Pedaggica e-mail: sgesped@fi.uba.ar Pag.:6

Elementos constitutivos de una central termoelctrica a vapor: Generadores, Turbinas, Condensadores, Torres de refrigeracin y elementos auxiliares; Captacin y tratamiento de agua, tanques desgacificadores, precalentadores de superficie y de mezcla, bombas de alta presin. Lay out de la Central. Condensadores y Eyectores; Tipos y aplicaciones; Nociones de diseo. Diseo bsico del ciclo trmico de la central termoelctrica. Balance trmico de energa total mediante programas de computacin. Balance trmico de energa utilizable de una central termoelctrica. Diagrama de entalpa total y entalpa no utilizable. 11.- CICLOS COMBINADOS Y COGENERACION: Uso racional de energas no renovables. Ciclos Combinados con Turbinas a Gas y a Vapor, Elementos constitutivos, Calderas de recuperacin HRSG; distintos tipos y aplicaciones. Ciclos con pos combustin. Limitaciones. Balance trmico de un Ciclo Combinado y justificacin analtica del incremento del rendimiento del ciclo. Factores que condicionan el diseo de un Ciclo Combinado: Pinch Point y Approach Point. Cogeneracin mediante aprovechamiento de los gases de escape de Turbinas a Gas. Justificacin analtica del incremento del rendimiento. Optimizacin y repowering de centrales termoelctricas: Feed Water Repowering, Boiler Windbox Repowering, Heat Recovery Repowering. Cuantificacin del incremento del rendimiento. El Ciclo Cheng avanzado de doble fludo; Caractersticas, evaluacin termodinmica, rendimiento. Aplicaciones. Ventajas e inconvenientes con relacin a los Ciclos Combinados. Plantas trmicas operando con el Ciclo Cheng. TRABAJOS PRACTICOS DE REALIZACION INDIVIDUAL 1. Clculo de Ciclos Termodinmicos de aire, correspondientes a Turbinas a Gas de Ciclo Abierto y Cerrado, con y sin Recuperacin de Calor. 2. Clculo de un Ciclo Real de Aire-Combustible de una Turbina a Gas de Ciclo Abierto y de un eje, sin Recuperacin de Calor, utilizando las tablas de Smith. Se efectuar el clculo manual mediante mtodos convencionales y el mismo clculo utilizando el programa de computacin desarrollado por los Docentes de la Materia. 3. Clculo y diseo de una etapa Curtis de una Turbina a Vapor axial,determinacin de los diagramas de velocidades, clculo de las prdidas y de la potencia y rendimiento perifricos. Clculo y diseo de las toberas y de los labes. 4. Pre diseo de una etapa de Turbina de Vapor a Reaccin, mediante un programa de computacin. 5. Clculo de las prdidas intersticiales en un cierre laberntico de una Turbina a Vapor, mediante el mtodo de Stodola y las Curvas de Fanno. 6. Clculo y diseo de un diafragma de equilibrio de una etapa de una Turbina a Vapor de Reaccin. 7. Clculo de un Condensador de una Turbina a Vapor mediante un programa de computacin. 8. Desarrollo del Lay Out de una instalacin de Ciclo Combinado para Generacin de Energa Elctrica. d.- 2) SINTETICO 1. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS: Clasificacin general de las mquinas que operan con un fluido. Mquinas operativas y mquinas motrices. Mquinas Hidrulicas y Mquinas Trmicas. Introduccin General a las Turbomquinas 2. FLUJO DEL FLUIDO EN CONDUCTOS ESTATORICOS Y ROTORICOS DE LAS TURBOMAQUINAS. TOBERAS Y DIFUSORES. Revisin de conceptos bsicos acerca del movimiento de los fluidos compresibles e incompresibles y de la energa de un fluido en movimiento. Principio de accin y reaccin. Las turbomquinas hidrulicas, a vapor y la turbomquina a gas. Turbobombas, Ventiladores y Turbocompresores. Transmisores de Potencia y Acoplamientos fluidos.

FACULTAD DE INGENIERIA ( U.B.A. )xxx

(ROGAMOS NO ALTERAR EL FORMATO ESTABLECIDO EN LA PLANIFICACION. ACUALIZAR DENTRO DE LA TABLA DESTINADA PARA SU EDICIN ) Ref. : Secretara de Gestin Pedaggica e-mail: sgesped@fi.uba.ar Pag.:7

Flujo adiabtico e isoentrpico de una corriente adiabtica estacionaria. El intercambio de trabajo entre fluido y paletado. Movimiento absoluto y relativo del fluido. Los tringulos de velocidades. Paletas de accin y reaccin. Grado de reaccin. Disposiciones CURTIS, RATEAU y PARSONS: 3. FUNDAMENTOS GENERALES DEL ANALISIS DIMENSIONAL Y SU APLICACION A LAS TURBOMAQUINAS. Los criterios de semejanza, el nmero de revoluciones especfico, coeficientes adimensionales: caudal, presin, velocidad especfica. Diagrama de Balje. 4. GENERALIDADES SOBRE COMPORTAMIENTO DE PERFILES ALARES EN LAS TURBOMAQUINAS: Acciones aerodinmicas en el movimiento de las paletas con perfiles alares. Coeficientes. Eficiencia aerodinmica de los perfiles. Condiciones anormales de funcionamiento. Inestabilidad de marcha. 5. TURBOMAQUINAS HIDRAULICAS: Clasificacin de las mquinas hidrulicas. Elementos constitutivos. Turbomquinas radiales y axiales. Curvas caractersticas. Velocidad y Dimetro Especfico. Turbinas hidrulicas a accin y a reaccin. Tringulos de velocidades. Cavitacin. Mxima cada utilizable. 6. INSTALACIONES DE TURBINA A GAS: Generalidades. Elementos contitutivos. Ciclos de turbinas a gas ideales simples y regenerativos. Rendimientos. Factores que influyen sobre la Potencia y el Rendimiento. Ciclos reales aire-combustible. Ciclos abiertos y cerrados. Ciclos multiejes con refrigeracin intermedia. Recalentamiento intermedio. Regeneracin. Tablas para el clculo de ciclos aire-combustible. Tablas de Smith y de Keenan y Kaye Compresores dinmicos, anlisis dimensional y curvas caractersticas. Aplicacin de la teora de Euler. Anormalidades de marcha: fenmenos de bombeo y pulsacin en compresores axiales y centrfugos. La turbina a gas propiamente dicha, Turbina de accin y reacin. Grado de reacin. Variacin de la presin, entalpa, velocidades absolutas, relativas y perifricas, variacin del volmen especfico del fluido. Funcionamiento conjunto de turbina y compresor. Curvas caractersticas, punto de funcionamiento y de diseo. Performance. Cmara de combustin: proceso de combustin en flujo permanente, combustibles, estabilidad de la llama. Rendimiento de combustin. Elementos contaminantes en los gases de escape: CO, CO2, NOx. Mtodos para disminuir los contaminantes: Inyeccin de agua y de vapor, Dry Low Nox. Normas de aplicacin en Argentina. Auxiliares de las instalaciones de turbina a gas. Arranque y regulacin. Anlisis del rendimiento para el caso de funcionamiento a cargas parciales. Ensayo y normas de aplicacin. 7. TURBINA A VAPOR: Generalidades. Historia y evolucin. Elementos constitutivos. Clasificacin. La turbina a vapor como parte integrante del ciclo trmico. Optimizacin de los ciclos de vapor. Estudio del flujo del vapor en los conductos estatricos y rotoricos, toberas y difusores. La tobera De Laval. Rendimiento de las transformaciones de energa en las coronas de accin y reaccin. Prdidas. Rendimientos. Factor de Recalentamiento y Curva de Utilizacin. Determinacin de prdidas en cajas labernticas mediante el mtodo emprico de Stodola y las Curvas de Fanno. Prdidas en pistones de equilibrio. Regulacin cualitativa y cuantitativa. El cono de Stodola. Las lneas de Willans. El funcionamiento en condiciones distintas a las de proyecto. Sistemas de seguridad, auxiliares, normas de aplicacin. Ensayo de turbinas a vapor. Determinacin de consumos trmicos, rendimientos, medicin de potencia. 8. GENERACION DE VAPOR PARA ACCIONAMIENTO DE TURBINAS: Clasificacin de los generadores de vapor. Elementos constitutivos. Auxiliares., Combustin en generadores de vapor. Dispositivos de seguridad. Parmetros caractersticos. Regulacin. Prueba y ensayo de generadores de vapor, Balance trmico, determinacin del rendimiento, Normas ASME e IRAM de aplicacin. 9. UTILIZACION DE TURBOMAQUINAS TERMICAS EN CENTRALES PARA PRODUCCION DE ENERGIA ELECTRICA

FACULTAD DE INGENIERIA ( U.B.A. )xxx

(ROGAMOS NO ALTERAR EL FORMATO ESTABLECIDO EN LA PLANIFICACION. ACUALIZAR DENTRO DE LA TABLA DESTINADA PARA SU EDICIN ) Ref. : Secretara de Gestin Pedaggica e-mail: sgesped@fi.uba.ar Pag.:8

Elementos constitutivos de una central termoelctrica: turbinas, condensadores, generadores de vapor, desgasficadores, precalentadores de agua de alimentacin, auxiliares. Balance trmico de una central. Energa total. Exerga y Anerga. Ciclos Combinados gas-vapor y Cogeneracin. Uso racional de la energa. El ciclo Cheng de fluido doble. Rendimientos. Aplicaciones. Ventajas e inconvenientes con relacin a los ciclos combinados. e).- BIBLIOGRAFIA 1. Theory and Design of Steam and Gas Turbines - John F, Lee - Editorial Mc Graw Hill. 2. Theory of Turbomachines - G. T. Csanady - Editorial Mc Graw Hill. 3. Steam and Gas Turbines - Strotzki and Vopat - Editorial Mc Graw Hill. 4. Combustion in Advanced Gas Turbine Systems - J. E. Smith - Pergamon Press. 5. Turbomachines - O. E. Balje - Editorial Wiley. 6. Gas Turbine Engineering Handbook - J. W. Sawyer - Gas Turbine Publications. 7. Turbomquinas Trmicas - Claudio Mataix - Editorial Dossat. 8. Turbinas de Vapor - Edwin F. Church - Editorial. Alsina. 9. Turbinas de Vapor y de Gas - Lucien Vivier - Ediciones Urmo. 10. Steam, its generation and use - Babcock & Wilcox. 11. Centrales de Vapor - G. A. Gaffert - Editorial Revert. 12. Criterio de diseo de Plantas Termoelctricas - Martiniano Aguilar Rodriguez - Editorial Limusa - Mxico. 13. Macchine Idrauliche - Torino - C.L.U.T. - Italia. 14. Fluid Mechanics - V.L. Streeter-E.B. Wylie - McGraw Hill. 15. Normas ASME ( American Society of Mechanical Engineers e ISO para Ensayo y Recepcin de Turbinas a Gas y a Vapor y Generadores de Vapor. f).- Turnos, horarios y docentes a cargo. Cod. Curso. Modalidad Docente Leg. Cargo Horarios Aulas 67-20 01 Terica Dr. Ing. Eduardo Brizuela 137831 PAdjExcl Martes 19-22 E-32 Terica Ing. Efrain Ledesma 63070 JTPParc Martes 19-22 E-32 Prctica Ing. Guillermo Roit 130688 Ayte1raS Jueves 19-22 S-46 g).- Profesor responsable y/o coordinador FUNCION LEGAJO DOCENTE e-mail Profesor Responsable Coordinador 137831 Dr. Ing. Eduardo Brizuela Ebrizue@fi.uba.ar h).- METODO DE ENSEANZA Las clases tericas se dictan con ayudas audiovisuales; hay un apunte de clase disponible en la Fotocopiadora. Los prcticos se explican en clase con apoyo de material audiovisual y guas de desarrollo prctico; los alumnos realizan el trabajo en sus hogares. Durante el curso se desarrollan dos clases especiales, en base a programas de computacin didcticos y/o profesionales y a videos descriptivos, de aplicaciones de turbomquinas en centrales para produccin de energa elctrica. Las fechas se establecen en base a la disponibilidad de los medios especiales de proyeccin, de la videoteca de la Facultad. i).- MODALIDAD DE LA EVALUACIN PARCIAL

FACULTAD DE INGENIERIA ( U.B.A. )xxx

(ROGAMOS NO ALTERAR EL FORMATO ESTABLECIDO EN LA PLANIFICACION. ACUALIZAR DENTRO DE LA TABLA DESTINADA PARA SU EDICIN ) Ref. : Secretara de Gestin Pedaggica e-mail: sgesped@fi.uba.ar Pag.:9

La evaluacin parcial consiste en desarrollos tericos y aplicacin de conocimientos a casos prcticos, clculo de ciclos y parmetros de diseo de turbomquinas y de sus elementos constitutivos, como por ejemplo: cmaras de combustin, toberas, diagramas de velocidades, diseo de alabes, clculo de prdidas de vapor intersticiales, etc.

FACULTAD DE INGENIERIA ( U.B.A. )xxx

(ROGAMOS NO ALTERAR EL FORMATO ESTABLECIDO EN LA PLANIFICACION. ACUALIZAR DENTRO DE LA TABLA DESTINADA PARA SU EDICIN ) Ref. : Secretara de Gestin Pedaggica e-mail: sgesped@fi.uba.ar Pag.:1

j.- 1).- El Calendario tiene por objetivo comunicar a los estudiantes el esquema de desarrollo de la materia segn las fechas establecidas por las resoluciones del Consejo Directivo respectivas, as como la realizacin de anlisis peridicos sobre la estructuracin del curso. Para que el mismo pueda ser publicado en la pgina de Internet de la Facultad, se requiere cierto grado de sistematizacin, es por ello que incluimos en la tabla del Calendario las fechas y las semanas acordes al Calendario aprobado por el C.D. para el ao en curso. Se destaca que no necesariamente debern completarse todas las columnas y que esto quedar supeditado a las caractersticas propias de cada materia. (Se actualizar en el prximo envo) CALENDARIO

TEMAS TRABAJOS PRACTICOS CDIGO SEMANA N

SEMANA TEMAS TERA

RESOLUCION DE PROBLEMAS

LABORATORIO OTRO TIPO

FECHA ENTREGA INFORME TP

BIBLIOGRAFA BSICA

67-20

1 10/03/03 al 15/03/03

Teora general de las turbomquinas

Problemas 1 20/03 Refs 1 a 7

2 17/03/03 al 22/03/03

Flujo en conductos Problemas 2 27/03 Refs 1 a 7

3 24/03/03 al 29/03/03

Compresores centrfugos Problemas 3 03/04 Refs 1 a 7

4 31/03/03 al 05/04/03

Compresores axiales Problemas 4 17/04 Refs 1 a 7

5 07/04/03 al 12/04/03

Turbina radial. Turbomquinas hidrulicas

Refs 1 a 7

6 14/04/03 al 19/04/03

Turbina de vapor Refs 1 a 7

7 21/04/03 al 26/04/03

Turbina de vapor. Numeros adimensionales

TP-1 22/05 Refs 1 a 7

8 28/04/03 al 03/05/03

Regulacin de turbinas de vapor

Refs 1 a 7

9 05/05/03 al 10/05/03

Sellos Refs 1 a 7

10 12/05/03 al 17/05/03

Examen parcial Refs 8 a 15

FACULTAD DE INGENIERIA ( U.B.A. )xxx

(ROGAMOS NO ALTERAR EL FORMATO ESTABLECIDO EN LA PLANIFICACION. ACUALIZAR DENTRO DE LA TABLA DESTINADA PARA SU EDICIN ) Ref. : Secretara de Gestin Pedaggica e-mail: sgesped@fi.uba.ar Pag.:2

11 19/05/03 al 24/05/03

Ciclo Brayton TP-2 12/06 Refs 8 a 15

12 26/05/03 al 31/05/03

Ciclo Brayton Refs 8 a 15

13 02/06/03 al 07/06/03

Operacin de la turbina de gas

Refs 8 a 15

14 09/06/03 al 14/06/03

Generacin de vapor Refs 8 a 15

15 16/06/03 al 21/06/03

Ciclo Combinado Refs 8 a 15

16 23/06/03 al 28/06/03

Repaso. Recuperacin de examen parcial.

Refs 8 a 15

FACULTAD DE INGENIERIA ( U.B.A. )xxx

(ROGAMOS NO ALTERAR EL FORMATO ESTABLECIDO EN LA PLANIFICACION. ACUALIZAR DENTRO DE LA TABLA DESTINADA PARA SU EDICIN ) Ref. : Secretara de Gestin Pedaggica e-mail: sgesped@fi.uba.ar Pag.:1

j).- 2).- Trabajos Prcticos de laboratorio a realizar durante el curso. TRABAJOS PRACTICOS DE LABORATORIO: Consignar el ttulo y una breve descripcin No fue enviada j).- 3).- Calendario de evaluaciones. a) EVALUACIN PARCIAL: La evaluacin parcial podr rendirse en 3 oportunidades. Dos oportunidades se ubicarn dentro del perodo de clases y una instancia en la primera semana del perodo de Evaluaciones Integradoras.

EVALUACION PARCIAL Cdigo 1RA 2DA 3RA 67-20 Semana 10 26/06/03 03/07/03

b) EVALUACIONES INTEGRADORAS: (Horario a confirmar). Evaluacin Integradora: se fijarn 5 fechas en los perodos habilitados. El estudiante solo podr utilizar 3 fechas en las 15 fechas que dispone incluyendo este perodo y las dos siguientes. EVALUACION INTEGRADORA Cdigo Perodo 1 fecha 2 fecha 3 fecha 4 fecha 5 fecha 67-20 01/03 17/07/03 24/07/03 31/07/03 07/08/03 14/08/03

j.- 4) CONSULTA Horarios de consulta: Lunes a Viernes de 12 a 19 hs Atencin de alumnos por razones administrativas: Idem j.- 5) CLASES ESPECIALES SEGUN NECESIDAD DEL PROFESOR