Método para el Dimensionamiento Óptimo de los Álabes Móviles de un Compresor Axial de Turbina a Gas hasta 100 MW

Abstract

Las turbinas a gas actualmente son de mucha utilidad e importancia porque son usadas para dar potencia a generadores eléctricos, aeronaves, trenes, barcos, hasta en tanques. Uno de los importantes elementos que componen esta tecnología es el compresor axial, que tiene flujo axial, por el cual entra el gas o el aire a lo largo del eje del compresor a través de las filas de álabes fijos (estatores) y giratorios (rotores). De esta manera, la velocidad del aire se eleva gradualmente al mismo tiempo que los álabes fijos convierten la energía cinética en presión. Este elemento mantuvo grandes evoluciones como consecuencia del desarrollo de las industrias. Por eso, se ejecutaron los turborreactores en las industrias energéticas y aeronáuticas de servicio comercial, lo que originó una demanda de diseños de turbinas a gas con elevadas eficiencias que consiguieran reducir el consumo de combustible. En ese sentido, la presente investigación pretende explicar mediante un método para el dimensionamiento ótimo aerodinámico de los álabes rotores de una etapa del compresor axial para una turbina a gas de hasta 100 MW. Se consideró el perfil NACA como principio para el diseño del álabe. En el diseño preliminar se efectuó el cálculo numérico y se simuló utilizando el software QBlade, la cual confirma la eficacia con respecto a las máximas temperaturas y tensiones, del diseño presentado. La presente investigación concluye estableciendo las conclusiones del motivo y proponiendo los trabajos futuros.