Industria é invenciones (1913-12-20 00:00:00), página 4

Uso de los frenos hidráulicos para el estudio del rendimiento de las turbinas de vapor Nuevas estimaciones del equivalente mecánico de la caloría

La construcción de las turbinas de vapor ha tomado tanto incremento en los últimos años y ha sido llevada a un tal grado de perfección, que se ha sentido la necesidad de determinar exactamente el rendimiento de dicha maquinaria en las varias condiciones de marcha que se deben considerar en la práctica, nece- sitándose para ello ensayos de mucha precisión y dificultad.

Monsieur Rateau, en una de las últimas sesiones de la «Société des Ingénieurs Civils de France», al tratar de este punto particular, propuso se empleasen para dicho fin los frenos hidráulicos. Empezó por re- cordar, en primer lugar, los procedimientos ordinariamente empleados. Para las turbinas instaladas sobre tierra firme, se pueden utilizar generatrices eléctricas capaces de absorber la potencia producida por la turbina, y, en particular, para los grupos electrogéneos, sirve la misma máquina eléctrica del gru- po. Este método da solamente una precisión de 1 a 2 por 100. El rendimiento de las grandes máquinas eléctri- cas no puede determinarse más que indirectamente; se mide la pérdida sin carga y se deduce por cálculos lo que pierde con carga, pero estos cálculos son muy aproximados, pues suponen que la distribu- ción de los campos eléctricos y magnéticos es invari- able, cualquiera que sea la carga. Además, este mé- todo se presta mal a las variaciones de velocidad, sobre todo cuando las generatrices son de corriente alterna.

Para turbinas empleadas a bordo de buques, se ha ideado el método del dinamómetro de rotación, y el señor Rateau mismo imaginó, hace más de veinte años, un mecanismo con un espejo giratorio, que re- cogido en estos últimos años por el profesor Hopkin- son, de Cambridge, es ahora conocido bajo este nom- bre. La realización de este procedimiento ofrece serias dificultades, de las cuales la más importante es la necesidad de una estimación previa de la tara del freno, que es muy laboriosa si se quiere conseguir con exactitud.

Hacia 1908, el señor Rateau, deseando estudiar los resultados dados por su nuevo tipo de turbina y com- probar su concordancia con las previsiones de los cálculos, se preocupó de realizar un freno dotado de toda la precisión posible, a la vez sensible y estable y que permitiese ensayar la maquinaria en un campo muy extenso de potencia y de velocidad.

El freno que ha establecido con dicho fin está sen- cillamente constituido por una bomba centrifuga que descarga sobre sí misma. Ya se habían aplicado fre- nos hidráulicos, por ejemplo en Alemania e Inglate- rra, especialmente por el señor Froude, pero estos frenos no permitían regular el acoplamiento durante la marcha.

El aparato se compone esencialmente de una rueda de bomba centrifuga hecha de bronce, montada so- bre un árbol que gira en dos cubos y está directa- mente embragada con la turbina que se ha de ensayar. Esta rueda gira dentro de una cubierta móvil, con frotamiento suave sobre el árbol. Con el fin de que el peso de dicha cubierta no descance sobre los cojinetes está sostenida por dos coronas de bolas montadas sobre soportes que forman parte íntegra con los cu- bos. Esta cubierta es así muy móvil y sensible al me- nor empuje.

La rueda transforma la potencia de la turbina en energía cinética del agua. Esta viene a dar contra la cubierta sobre unos nervios que rompen su movi- miento tangencial. Unas correderas cilíndricas equi- libradas dispuestas delante de los orificios de escape, permiten regular la salida del agua, abriéndolas más o menos. Estas correderas obedecen desde afuera a volantes, de manera que es posible durante la mar- cha, aplicar exactamente la potencia absorbida por el freno.

El agua, al dar contra la cubierta, ejerce sobre ella una presión que se transmite a la palanca de una ba- lanza por medio de un brazo sólidamente unido a la cubierta. Todas las articulaciones están constituidas por filos de acero templado, para dar a sus movi- mientos completa libertad. A la palanca de la balanza están enganchados unos pesos y un dinamómetro que permitirán medir el esfuerzo producido.

El muelle de dicho dinamómetro debe ser muy tenso para reducir las oscilaciones del sistema bajo la in- fluencia de las pequeñas variaciones del acoplamiento de la carga. Hay, además, un pequeño freno de aceite capaz de amortiguar rápidamente dichas oscilacio- nes, de manera que el aparato es del todo estable.

Como que el agua tiene que absorber una energía muy grande con relación a su masa relativamente pequeña (por ejemplo, en el caso de un freno de 800 caballos, hay que absorber 140 calorías por segundo), es preciso renovar el agua con rapidez. Para ello se inyecta en el freno agua fría, que puede provenir de una distribución a presión o de una pequeña bomba accesoria montada sobre el árbol.

En el caso del freno de 800 caballos citado, era pre- ciso hacer circular cerca de tres litros de agua por segundo, admitiendo un calentamiento de 50°C. Esta agua, conducida por el interior del árbol, llega a las orejas de la rueda, de manera que su presión se uti- liza para elevar allí la presión del agua que circula por el freno. El agua calentada se escapa de ambos lados por una tubería flexible provista de espiras, por medio de las cuales se puede regular el gasto del agua de refrigeración.

(Continuará).

BIBLIOGRAFÍA

Ibérica. — N.º Spécimen B. Revista semanal. Observa- torio del Ebro. Sección editorial. Tortosa.

Hemos tenido el gusto de recibir el número Spéci- men B de Ibérica, revista que ha empezado a publicar recientemente el Observatorio del Ebro, centro cien-