MÁQUINAS MARINAS I

Tema 1. Balance de exergía en sistemas abiertos y cerrados.
Introducción - Definición de exergía. Trabajo máximo reversible en un sistema - Exergía de trabajo - Exergía de calor - Exergía perdida - Grado de Irreversibilidad de un proceso - Balance de exergía en sistemas cerrados y abiertos - Irreversibilidad y rendimiento Exergético - Consideraciones a la identificación de los flujos de energía y exergía - Expresión general y diagramas energéticos y exergéticos - Valoración de los flujos de energía y exergía en un motor - Coeficientes de prestaciones - Diagramas energéticos y exergéticos.

Tema 2. Turbinas de gas para la obtención de potencia mecánica

Introducción - Tipos de instalaciones - Comportamiento de las turbinas de gas en el punto de diseño - Elección de los parámetros del ciclo termodinámico - Ciclo simple regenerativo - Ciclo compuesto - Ciclo compuesto regenerativo - Ciclos STIG - Criterios de diseño de las instalaciones de turbina de gas - Cogeneración con turbinas de gas - Balance de energía y exergía en Instalaciones de turbina de gas - Rendimiento exergético y coeficiente de irreversibilidad.

Tema 3. Instalaciones de potencia basadas en turbinas de vapor
Componentes principales de las instalaciones de potencia basadas en turbinas de vapor - Balance y Rendimiento de generadores de vapor - Influencia de los parámetros termodinámicos de las centrales de ciclo de vapor - Influencia de la presión del vapor a la entrada de la turbina - Influencia de la temperatura del vapor vivo - Influencia de la presión de condensación - Ciclos de vapor con recalentamiento intermedio - Ciclos de vapor regenerativos - Turbinas de vapor en usos navales - Turbinas con toma intermedia - Turbinas de contrapresión. Balance de energía y exergía en Instalaciones de turbina de vapor - Rendimiento exergético y coeficiente de irreversibilidad.

Tema 4. Cogeneración y ciclos combinados gas-vapor
Introducción - Definición y clasificación de los ciclos combinados - Ejemplos de instalaciones de cogeneración - Plantas de ciclo combinado de turbinas de gas y de vapor - Esquema general de una planta de ciclo combinado de turbina de gas y de vapor - Coeficientes de prestaciones; rendimientos de la instalación, factor de utilización de combustible, factor de ahorro de combustible - Balance de energía y exergía en Instalaciones de ciclo combinado - Caldera de recuperación de calor - Ejemplos y aplicaciones.

Tema 5. Conceptos básicos generales sobre turbomáquinas térmicas.
Introducción - La máquina térmica - Conceptos generales - Concepto de máquina y motor térmico, definiciones - Clasificación - Campos de aplicación y características operativas de motores térmicos - Conceptos básicos de termodinámica - Análisis termodinámicos de turbomáquinas térmicas - Estructura interna de la turbomáquina - Definición de escalonamiento - Ecuación de Euler - Ecuaciones de conservación de la energía - Aplicación de las ecuaciones y conceptos anteriores a turbinas y compresores - Definición de grado de reacción - Aplicación a turbinas radiales y axiales - Aplicación a turbocompresores radiales y axiales ¿ Tipos de escalonamientos - Turbomáquinas axiales - Turbomáquinas axiales de reacción - Turbomáquinas axiales de acción - Turbocompresores axiales - Turbomáquinas radiales y centrípetas - Turbocompresores centrífugos - Rendimiento de un escalonamiento - Relación entre el rendimiento del escalonamiento y el de la turbomáquina

Tema 6. Turbinas axiales.
Campos de aplicación de las turbinas axiales y de las turbinas centrípetas - Parámetros que definen la geometría de una corona de álabes y el flujo que la atraviesa - Relación entre la geometría de la máquina y los triángulos de velocidades - Parámetros que permiten definir el diagrama de velocidades en un escalonamiento de turbina - Factores de los que dependen las pérdidas y el rendimiento en los escalonamientos de turbinas axiales - Importancia del diagrama de velocidades en el prediseño de la máquina - Valores óptimos de los parámetros que caracterizan la forma del diagrama de velocidades - Escalonamientos en los que se recupera la velocidad de salida - Escalonamientos en los que se pierde la velocidad de salida - Comparación entre escalonamientos de acción y reacción - Justificación de la necesidad de fraccionar el salto en una turbina axial - Rendimiento de una turbina formada por múltiples escalonamientos.

Tema 7. Compresores axiales.
Introducción - Parámetros de los que dependen las pérdidas en compresores axiales - Correlaciones de pérdidas - Valores óptimos de los parámetros que caracterizan la forma del diagrama de velocidades - Razón por la que es necesario utilizar múltiples escalonamientos en compresores axiales - Relación entre el rendimiento de los escalonamientos que componen la máquina y el rendimiento del turbocompresor - Consideraciones sobre el diseño de turbomáquinas axiales.

Tema 8. Aspectos tecnológicos y curvas características de turbomáquinas
Introducción - Aspectos tecnológicos de turbinas - Turbinas de vapor - Turbinas de gas - Aspectos tecnológicos de turbocompresores - Curvas características de turbomáquinas turbinas y turbocompresores.

Práctica 1. Análisis de ciclos de potencia basados en Turbina de Vapor Práctica 2. Análisis de ciclos de potencia basados en Turbina de Gas. Práctica 3. Análisis del comportamiento de las turbomáquinas.

Lesson 1. Energy and Exergy Balance in Open and Closed Systems Definition of Exergy - Work Exergy - Heat Exergy - Lost Exergy - Degree of Irreversibility - Energy and Exergy Diagrams

Lesson 2. Gas Turbines for Mechanical Power Generation and Combined Gas-Steam Cycle Plants - Energy and Exergy Balance in Gas Turbine Plants - Exergy Efficiency and Irreversibility Coefficient

Lesson 3. Power Plants Based on Steam Turbines
Introduction - Main Components of Power Plants Based on Steam Turbines - Balance and Efficiency of Steam Generators - Energy and Exergy Balance in Steam Turbine Plants - Exergy Efficiency and Irreversibility Coefficient

Lesson 4. Cogeneration Introduction - Definition and classification of combined cycles - Examples of cogeneration plants.

Lesson 5. General basic concepts of thermal turbomachinery. Fundamental equation of turbomachinery - Structure of thermal turbomachinery - Classification of turbomachinery - Axial turbomachinery - Axial reaction turbomachinery - Axial action turbomachinery - Axial turbocompressors - Radial turbomachinery - Centripetal turbines - Centrifugal turbocompressors - Turbomachinery efficiency.

Lesson 6. Axial turbines
Fields of application for axial and centripetal turbines - Velocity triangles - Comparison between action and reaction stages - Performance of a turbine consisting of multiple stages.

Lesson 7. Axial compressors. Introduction - Parameters on which losses depend on axial compressors