Diseño Básico de una Mini Turbina a Gas para Cogeneración

Abstract

La creciente necesidad de proveer potencia eléctrica y calorífica al sector comercial, público y residencial ha derivado en la creación de sistemas de cogeneración de potencia y calor basados en turbinas a gas en miniatura. En particular, estos sistemas serían de gran uso en localidades aisladas de nuestro territorio nacional. En este contexto, el presente trabajo nace de una iniciativa personal para diseñar y construir una mini turbina a gas para fines de cogeneración.nEsta memoria contempla el cálculo y diseño básico de la turbina, además de una descripción básica del sistema de cogeneración de potencia y calor, con miras a fabricar un prototipo de ensayo y verificación.nEl diseño de la turbina parte con la suposición de ciertos factores basados en experiencias anteriores y requerimientos de energía basados en la potencia máxima de consumo de un hogar de altos ingresos. El procedimiento de cálculo incluye el cálculo del ciclo termodinámico, potencias involucradas y factores asociados al rendimiento del sistema. nEl cálculo mecánico de los componentes se hace de manera analítica, usando herramientas computacionales donde sea estrictamente necesario. Se calculan las dimensiones de los componentes y esfuerzos asociados, especificando materiales para cada componente. Se hace un análisis simple del campo de temperaturas asociado a la operación continua de la turbina, además de un análisis de frecuencias naturales de vibración del sistema rotor.nSe establecen los aspectos de diseño que ameritan una revisión mayor, incorporando herramientas computacionales de análisis, simulación y diseño. Finalmente, se elaboran planos de todos los componentes a fabricar o comprar, y se incluyen los archivos originales de las piezas a maquinar computacionalmente para su eventual fabricación.