Geometría de las turbomáquinas

El titulo de esta entrada es muy extenso para un articulo, por lo que el boceto de este grupo de maquinas nos dará una visión de su funcionamiento. Una turbomáquina es aquella que intercambia energía con un fluido que la atraviesa, de forma dinámica, y concretando cumple la ecuación de Euler para las mismas. Hay otras maquinas que intercambian energía con los fluidos pero no se rigen por dicha ecuación. Estas maquinas se clasifican según la compresibilidad, en hidráulicas, y térmicas; y según el flujo, en radiales, axiales, y flujo cruzado.

Turbomáquina axial

Si vemos una turbomáquina térmica, y una hidráulica, salvando los principios de cada tipo. Vemos que la térmica tiene varias etapas de alabes, y la hidráulica una sola etapa, esto se debe a la compresibilidad del fluido utilizado. El agua al ser incompresible intercambia toda la energía en una etapa, mientras que el vapor no consigue intercambiar la totalidad en una sola, y lo realiza en sucesivos pasos (Por la compresibilidad una turbina térmica tiene etapa de compresor y una hidráulica carece del mismo). También podemos ver las dificultades para el trazado del distribuidor de una bomba frente al de una turbina. El distribuidor de una turbina hidráulica se comporta como una tobera, y esta sufre desprendimiento de la capa límite. Sin embargo el distribuidor de una bomba es divergente, es decir un difusor, por lo que la geometría tiene que trazarse en función de esta transición.

Rodete de turbina hidráulica Francis

Otra diferencia fundamental es el tamaño y espesor de los alabes, esta diferencia se debe al impulso generado por cada fluido, en hidráulica este impulso es muy alto dando lugar a alabes voluminosos, en turbomáquinas térmicas sucede el caso contrario. Por último las maquinas hidráulicas a diferencia de las térmicas necesitan un buen guiado del flujo para evitar pérdidas por autofrenado, es por eso la importancia de la geometría del distribuidor.