álabe

Un álabe es una paleta curva montada en el rotor de una turbina de vapor o de gas. Un fluido caliente a alta presión fluye a través de los álabes, empujando cada uno hacia adelante y haciendo que el rotor gire a velocidades que alcanzan 3.600 rpm o más. El álabe convierte la energía cinética del fluido en movimiento en rotación mecánica, que impulsa un generador, un compresor o una bomba.

Los álabes no son uniformes en toda la turbina. Los álabes de las primeras etapas, los más cercanos a la entrada de vapor o gas, experimentan velocidades y temperaturas más altas, a menudo superando los 1.000 grados Fahrenheit en las turbinas de vapor. Los álabes de las etapas posteriores son más largos y anchos porque el fluido se expande y desacelera a medida que pasa por la máquina. Una turbina de vapor grande puede contener 50 o más filas de álabes, cada fila con docenas de álabes individuales atornillados o soldados al disco del rotor.

La forma de un álabe es crítica para el rendimiento. La mayoría de los diseños modernos utilizan un perfil aerodinámico, similar al ala de un avión, que maximiza la fuerza generada a medida que el fluido fluye a través de las superficies curvas. La garganta del álabe, el paso más estrecho entre álabes adyacentes, debe equilibrar la aceleración del flujo con la creación de turbulencias excesivas. Una aerodinámica deficiente del álabe desperdicia energía en forma de calor y vibración.

Modos de fallo y materiales comunes

Los álabes fallan por erosión, corrosión, fatiga térmica y vibración mecánica. En las turbinas de vapor que funcionan con vapor húmedo, las gotas de agua impactan y eliminan gradualmente material de las superficies de los álabes. La corrosión ocurre cuando el condensado o los productos de combustión atacan el material del álabe. Los álabes suelen fundirse a partir de superaleaciones a base de níquel como Inconel o Mar-M para turbinas de gas, que toleran temperaturas extremas, mientras que los álabes de turbinas de vapor suelen ser de acero inoxidable o titanio para aplicaciones de menor temperatura.

El término álabe se origina en la similitud visual con el cubo de una rueda hidráulica, aunque los álabes de turbina están diseñados con mucha más precisión. En algunas regiones y textos antiguos, los álabes se denominan paletas o aletas; aleta se refiere más a menudo a álabes estacionarios que dirigen el flujo, mientras que paleta o álabe describe los componentes móviles montados en el rotor. La distinción es importante en la documentación técnica y los manuales de equipos.