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• Tomi Aguirre Bengoa

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Toberas TERMOTECNIA II

Tobera Ideal – Aplicando balance de energía entre la entrada y salida para el sistema abierto en régimen permanente : – Considerando proceso adiabático y sin transferencia de trabajo, la velocidad de salida es: – En la mayoría de los casos, la velocidad de entrada puede ser despreciada frente al santo entálpico (corroborar tal aseveración)

Tobera real • Cuando el fluido no es ideal, la viscosidad del fluido genera fricción entre el fluido y las paredes de la tobera. • El diseño de la tobera es de fundamental importancia a la hora de hacer un adecuado guiado del fluido, evitando el desprendimiento de la capa límite y la consecuente transformación de entalpía en temperatura y presión y no en velocidad (generación de entropía) • La fricción, genera entonces, un arrastre sobre el fluido que disminuye la velocidad máxima alcanzable a la salida de la tobera. • Esta disminución de la velocidad es cuantificado mediante un coeficiente de pérdida de velocidad Kf:

Tobera real • C1iso es la velocidad máxima teórica alcanzada a la salida de la tobera, la cuál se logra cuando la expansión es isoentrópica. • C1 es la velocidad de salida real. • Se define el rendimiento de la tobera como:

Nota: Para pasar del término de entalpía, al de velocidad, se ha despreciado el término C0 2 con respecto al de C12 en numerador y denominador.

Características constructivas

• Las toberas se conforman formando secciones de toberas. • Generalmente son de eje curvo, debido a que el vapor entra principalmente axial.

Toberas de eje recto y curvo

Construcción, de una sola pieza. (para altas presiones)

De construcción individual que luego se montan formando un disco o rueda de toberas (menores presiones)

Admisión total o parcial

• Cuando las propiedades del vapor son elevadas (primera etapa de TV de gran potencia), el bajo volumen especifico, requiere de una pequeña área de pasaje, en tal caso se usa admisión parcial. También es usada para lograr la regulación de la TV.

Derrame con vapor húmedo • Cuando la expansión en la tobera tiene lugar dentro de la campana, la aparición de gotas de líquido produce: • Frenado de la fase vapor, al deber arrastrar líquido más pesado. • Caída en la velocidad media del vapor. • Caída en el rendimiento de la tobera.

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Sobre enfriamiento Procesos de cambios de fase,

demandan de tiempo físico para llevarse a cabo. Las gotas no aparecen en A. sino que cuando el vapor alcanza cierto parámetro hay una aparición súbita e irreversible de gotas desplazándose hasta el punto B. (pérdida de energía) • El lugar geométrico donde se inicia la condensación se denomina línea o zona de Wilson. • Ampliar los temas desarrollados aquí en el libro Çengel de Termodinámica y la parte constructiva en cualquiera de la bibliografía sugerida de TV.