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Turbina de gas Armengaud-Lemale

La turbina de gas Armengaud-Lemale fue uno de los primeros motores de turbina experimentales construidos por la Société Anonyme des Turbomoteurs en sus instalaciones de Saint-Denis, París, en 1906. La máquina lleva el nombre de los fundadores de la sociedad, René Armengaud y Charles Lemale.

La turbina de gas Armengaud-Lemale de 1906 podía mantener su propia compresión de aire, pero era demasiado ineficiente para producir trabajo útil. Aunque no tuvo éxito como turbina de gas, el diseño de la cámara de combustión de la máquina de 1906 se utilizó posteriormente con éxito en motores de torpedos .

Diseño y desarrollo

En 1901, Charles Lemale obtuvo una patente para una turbina de gas y en 1903 fundó la Société Anonyme des Turbomoteurs con René Armengaud. La sociedad propuso una serie de nuevas tecnologías, entre ellas álabes de turbina huecos, recalentamiento de la combustión y refrigeración intermedia en la etapa del compresor. [1]

En 1904, la sociedad construyó una pequeña turbina de gas de prueba de concepto. Se suministraba aire a una cámara de combustión alimentada con aceite mediante un compresor centrífugo a una presión de 71 psi (4,9 bar). La mezcla de aire y combustible se encendía mediante un alambre caliente con productos de combustión enfriados por pulverización de agua. Los gases de escape se expandían en una boquilla antes de actuar sobre una turbina de vapor de Laval modificada de 25 hp (19 kW) con una rueda de 6 pulgadas (152 mm) que funcionaba a 20.000 rpm. [2]

En 1906, la sociedad completó una gran turbina de gas con tres carcasas de compresor de gas que contenían un total de 25 impulsores centrífugos. Los compresores fueron diseñados por Auguste Rateau y fabricados por la Swiss Brown Boveri Company (BBC) . [1] [3] Estos fueron los primeros de muchos compresores centrífugos fabricados por BBC. [4] [5]

Diagrama de la cámara de combustión refrigerada por agua Armengaud-Lemale: A - El aceite entra bajo presión y se atomiza B - Entrada de aire C - Cámara de combustión E - Entrada de agua de refrigeración G - Carcasa de la cámara de combustión H - Boquilla K - Rueda de turbina

Debido al estado de la metalurgia en 1906, las temperaturas entre etapas de la turbina debían mantenerse por debajo de los 470 °C (878 °F) para evitar dañar las ruedas de la turbina. Para mantener temperaturas aceptables, se inyectó un flujo constante de agua en la cámara de combustión. [6] [5]

Las bajas temperaturas de admisión de la turbina y la eficiencia relativamente pobre de los primeros compresores centrífugos dieron a la turbina de gas Armengaud-Lemale una baja eficiencia térmica . En su forma final, la máquina Armengaud-Lemale era lo suficientemente eficiente como para alimentar sus propios compresores de aire, pero no podía hacer mucho más y no era viable como fuente de energía comercial. Más tarde se calculó que para lograr una eficiencia general de solo el 5% con una eficiencia del compresor del 68% y una eficiencia de la turbina del 78% se habría requerido una temperatura de combustión de 1500 °F (816 °C), lo que no era posible dada la tecnología disponible en 1906. [5]

Desarrollos futuros

Después de su trabajo en la turbina Armengaud-Lemale, BBC pasó a desarrollar una serie de compresores centrífugos industriales [4] y finalmente construyó y probó la primera central eléctrica de turbina de gas del mundo en Neuchâtel , Suiza, en 1939. [3] [7]

La máquina de 1906 fue la última turbina de gas de gran tamaño construida por la Société Anonyme des Turbomoteurs. La sociedad cesó todo trabajo en turbinas de gas después de la muerte de René Armengaud en 1909. [6] La cámara de combustión de la turbina de gas de 1906 fue desarrollada con éxito y autorizada por la sociedad para su uso en torpedos navales. [6] Se inyectó y quemó queroseno en una corriente de aire comprimido que aumentaba la presión que accionaba el motor propulsor del torpedo. La cámara de combustión Armengaud-Lemale era ideal para esta aplicación debido a la disponibilidad de agua de mar para refrigeración. [5]

Actuación

Datos de prueba publicados por la Société Anonyme des Turbomoteurs . La prueba se realizó a una temperatura ambiente indicada de 64 °F (18 °C). [1]

Referencias

  1. ^ abc Meher-Homji, Cyrus B (1997). "La evolución histórica de la turbomaquinaria". Actas del 29.° Simposio sobre turbomaquinaria . Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME).
  2. ^ Gibb, Claude; Bowden, AT (1947). "La turbina de gas con especial referencia a las aplicaciones industriales". Revista de la Royal Society of Arts . 95 (4739). Reino Unido: RSA (The Royal Society for Arts, Manufactured and Commerce): 265–317 – vía JSTOR.
  3. ^ ab Young, Steve (enero de 2019). "¿Quién inventó las turbinas de gas industriales?". NEWSNOC . N.º 19. Sharjah National Oil Corporation (SNOC). págs. 26-27.
  4. ^ ab Noack, Walter G (1941). "Carga a presión, caldera Velox y turbina de gas, una revisión de su origen y desarrollo por Brown Boveri" (PDF) . The Brown Boveri Review . 28. Baden, Suiza: Brown Boveri and Company.
  5. ^ abcd Meyer, Adolf (1939). "La turbina de gas de combustión, su historia, desarrollo y perspectivas". The Brown Boveri Review . 26 . Baden, Suiza: Brown Boveri and Company.
  6. ^ abc Eckardt, Dietrich (2014). "3.2 Primeros intentos con el principio de la turbina de gas". Gas Turbine Powerhouse . Oldenbourg Verlag Munchen. págs. 70–72. ISBN 9783486735710.
  7. ^ Brun, Klaus; Kurz, Rainer (2019). Introducción a la teoría de turbinas de gas (4.ª ed.). Solar Turbines Incorporated. pág. 15. ISBN 978-0-578-48386-3.