Diferencia entre motor de vapor y turbina de vapor

Motor de vapor vs turbina de vapor

Mientras que la máquina de vapor y la turbina de vapor utilizan el gran calor latente de vaporización del vapor para la potencia, la principal diferencia es la revolución máxima por minuto de los ciclos de potencia que ambos podrían proporcionar. Existe un límite para la cantidad de ciclos por minuto que podría proporcionar un pistón alternativo accionado por vapor, inherente a su diseño..

Las máquinas de vapor en las locomotoras, normalmente tienen pistones de doble acción con vapor acumulado en ambas caras, alternativamente. El pistón se apoya con un vástago de pistón conectado con una cabeza transversal. La cabeza transversal está unida a la varilla de control de la válvula por medio de una conexión. Las válvulas son para el suministro del vapor, así como para el escape del vapor usado. La potencia del motor generada con el pistón alternativo se convierte en un movimiento giratorio y se transfiere a las barras de transmisión y las barras de acoplamiento que mueven las ruedas..

En las turbinas, hay diseños de álabes con aceros para dar un movimiento rotativo con el flujo de vapor. Es posible identificar tres avances tecnológicos importantes, que hacen que las turbinas de vapor sean más eficientes para los motores de vapor. Son la dirección del flujo de vapor, las propiedades del acero que se utiliza para fabricar los álabes de la turbina y el método para producir "vapor supercrítico"..

La tecnología moderna utilizada para la dirección del flujo de vapor y el patrón de flujo es más sofisticada en comparación con la tecnología anterior del flujo periférico. La introducción del golpe directo de vapor con álabes en un ángulo que produce una poca o casi ninguna resistencia a la espalda da la energía máxima del vapor al movimiento giratorio de los álabes de la turbina..

El vapor supercrítico se produce al presurizar el vapor normal de modo que, las moléculas de agua del vapor son forzadas a un punto en el que se vuelve más como un líquido nuevamente, al tiempo que retiene las propiedades del gas; Esto tiene una excelente eficiencia energética en comparación con el vapor caliente normal..

Estos dos avances tecnológicos se realizaron mediante el uso de aceros de alta calidad para fabricar las paletas. Por lo tanto, fue posible hacer funcionar las turbinas a velocidades muy altas, resistiendo la alta presión del vapor supercrítico para la misma cantidad de energía que la potencia de vapor tradicional sin romper ni dañar las cuchillas..

Las desventajas de las turbinas son: pequeñas relaciones de reducción, que son la degradación del rendimiento con la reducción de la presión del vapor o los caudales, tiempos de arranque lentos, que es para evitar choques térmicos en hojas de acero delgadas, gran costo de capital y el alto Tratamiento de agua de alimentación de calidad exigente al vapor..

La principal desventaja de la máquina de vapor es su limitación de la velocidad y la baja eficiencia. La eficiencia normal de la máquina de vapor es de alrededor del 10 al 15% y los motores más nuevos son capaces de funcionar con una eficiencia mucho mayor, alrededor del 35% con la introducción de generadores de vapor compactos y manteniendo el motor en una condición libre de aceite, lo que aumenta la vida útil del fluido..

Para sistemas pequeños, la máquina de vapor se prefiere a las turbinas de vapor, ya que la eficiencia de las turbinas depende de la calidad del vapor y de la alta velocidad. El escape de las turbinas de vapor está a una temperatura muy alta y, por lo tanto, también una baja eficiencia térmica.

Con el alto costo del combustible utilizado para los motores de combustión interna, el renacimiento de los motores de vapor es visible en la actualidad. Las máquinas de vapor son muy buenas para recuperar la energía de desecho de muchas fuentes, incluidas las de escape de las turbinas de vapor. El calor residual de la turbina de vapor se utiliza en centrales de ciclo combinado. Además, permite descargar el vapor residual como escape en temperaturas muy bajas..