INDICE Parte I. Máquinas Motrices Capitulo 1. Disposición Constructiva de las Turbinas Hidráulicas

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1 INDICE Parte I. Máquinas Motrices Capitulo 1. Disposición Constructiva de las Turbinas Hidráulicas Motores hidráulicos 17 Motores hidráulicos de acción t de reacción 17 Turbinas hidráulicas 18 Turbina Pelton 20 Turbina Francis 27 Turbina hélice y turbina Kaplan 28 Capitulo 2. Características de Funcionamiento de las Turbinas Hidráulicas Motores térmicos 61 Clasificación general de los motores térmicos 62 Ciclos teóricos fundamentales de los motores térmicos 65 Ciclos teóricos fundamentales de los motores de combustión externa 65 Ciclos teóricos fundamentales de los motores de combustión interna 71 Presión media de un ciclo 75 Ciclos reales de los motores térmicos 76 Presión media indirecta 77 Potencia de los motores térmicos 77 Rendimientos de los motores térmicos 80 Diagrama térmicos 80 Diagramas térmicos 85 Resumen 85 Capitulo 4. Máquina de Vapor Fundamentos de la máquina de vapor 87 Tipos de máquinas de vapor 89 Válvulas de distribución 90 Diagrama de presión 90 Características de funcionamiento de las máquinas de vapor 94 Máquinas de vapor monocilíndricas 99 Máquinas compound 100 Máquinas de vapor equicorrientes 104 Máquinas de vapor de contrapresión 106 Capitulo 5. Características Generales de las Turbinas de Vapor Conceptos generales 113 Turbinas de vapor con escalonamiento de velocidad 120 Turbinas de vapor con escalonamiento de presión 122 Turbinas mixtas 125 Clasificación de las turbinas de vapor 126 Turbina con un solo escalonamiento de presión y varios escalonamientos 130 de velocidad Turbina de acción con condensador y un solo cuerpo 131 Turbina de reacción 131 Turbina de reacción de flujo radial 132 Turbinas tandem compound 135 Turbina de contrapresión 140 Detalles constructivos de las turbinas de vapor 143

2 Características de funcionamientos de las turbinas de vapor 151 Capitulo 6. Ciclos de Funcionamiento de las Turbinas de Vapor Ciclos de funcionamiento de las turbinas de vapor 161 Turbina sin condensador 161 Ciclo con condensador 163 Ciclo con condensador y recalentamiento 164 Ciclo con condensador y recuperación 166 Ciclo con condensador, recalentamiento y recuperación 168 Ciclo para turbinas de contrapresión 172 Ciclos binarios 173 Puesta en marcha de las turbinas de vapor 177 Capitulo 7. Constitución General del Motor Diesel Generalidades 179 Constitución genera de un motor Diesel 181 Clasificación de los motores Diesel 184 Capitulo 8. El Motor Diesel de 4 Tiempos Ciclo de funcionamiento 187 Cálculo de la potencia 189 Disposición constructiva 190 Combustión e inyección 195 Capitulo 9. El Motor Diesel de 2 Tiempos Ciclo de funcionamiento 205 Cálculo de la potencia 208 Disposición constructiva 211 Barrido 218 Sistemas de admisión de aire de barrido 222 Combustión e inyección 228 Capitulo 10. Complementos sobre el Motor Diesel Arranque de los motores Diesel 229 Refrigeración de los motores Diesel 230 Lubricación de los motores Diesel 231 Sobrealimentación de los motores Diesel 232 Combustibles para motores Diesel 239 Condiciones eléctricas 241 Capitulo 11. Motores de Gas Generalidades 245 Ciclo de funcionamiento 246 Disposición constructiva 246 Mezcla de combustible 251 Encendido de los motores de gas 252 Turbinas de gas con regeneración 268 Turbina de gas con refrigeración, regeneración y recalentamiento 270 Turbina de gas de ciclo cerrado 271 Elementos principales de la turbina de gas 272 Compresor 273 Cámara de combustión 273 Sistemas de alimentación del combustible 277 Turbina 278

3 Intercambiador de calor 281 Refrigeradores 282 Órganos auxiliares de las turbinas de gas 283 Conjuntos constructivos 284 Capitulo 12. Constitución General y Características de Funcionamiento de las Turbinas de Gas Conceptos generales 259 Ciclo simple de la turbina de gas 261 Rendimiento térmico ideal del ciclo simple 262 Expresión del trabajo producido en una turbina de gas 265 Turbinas de gas con refrigeración 268 Turbina de gas con refrigeración y regeneración 268 Turbina de gas de ciclo cerrado 271 Elementos principales de la turbina de gas 272 Compresor 273 Cámara de combustión 273 Sistema de alimentación del combustible 277 Turbina 278 Intercambiador de calor 281 Refrigeradores 282 Órganos auxiliares de las turbinas de gas 283 Conjuntos constructivos 284 Capitulo 13. Aplicaciones de las Turbinas de Gas Aplicaciones de las turbinas de gas 293 Centrales autónomas con turbinas de gas 295 Empleo combinado de turbinas de vapor y turbinas de gas para la 302 producción de energía eléctrica Empleo de la turbina de gasa para la producción conjunta de energía 304 eléctrica y calefacción Empleo de la turbina de gasa para la producción combinada de energía 307 eléctrica y de aire a presión para altos hornos Empleo de las turbinas de gas en las centrales nucleares 310 Mantenimiento de las turbinas de gas 313 Funcionamiento automático de las turbinas de gas 313 Capitulo 14. Otros Motores Térmicos Motor de gasolina 315 Motor de culata incandescente 323 Capitulo 15. Teoría y Funcionamiento de los Reguladores Generalidades 327 Regulador de Watt 329 Teoría del regulador de Watt 331 Grado de irregularidad de un regulador 336 Grado de insensibilidad de un regulador 340 Clasificación de los reguladores 347 Reguladores de masas giratorias 349 Reguladores de resortes 349 Reguladores planos 352 Reguladores de acción directa 352 Reguladores de acción indirecta 354

4 Capitulo 16. Regulación de las Turbinas Hidráulicas Generalidades 363 Regulación de la velocidad en las turbinas Francis 365 Reguladores de presión 368 Regulación de la velocidad en las turbinas Pelton 372 Regulación de la velocidad en las turbinas Kaplan 374 Accionamiento de los reguladores de velocidad de las turbinas 377 hidráulicas Reguladores eléctricos para turbinas hidráulicas 378 Capitulo 17. Regulación de las Turbinas de Vapor Conceptos generales 381 Los problemas de la regulación en las turbinas de vapor 384 Regulación de las turbinas industriales 385 Regulación de las turbinas para centrales eléctricas 393 Sistemas de regulación 399 Regulador hidráulico de Escher Wyss 400 Capitulo 18. Regulación de los Motores Diesel Regulación automática de las velocidad 411 Tipos de bombas de inyección de combustible 411 Bombas con regulación por retroceso libre 412 Bombas con regulación por leva de esviaje 415 Bombas con regulación por retroceso estrangulado 417 Capitulo 19. Regulación de las Turbinas de Gas Generalidades 419 Regulación de la velocidad 420 Regulación de la temperatura 421 Regulación combinada de la temperatura y de la velocidad 422 Regulación de la mezcla de combustible 423 Regulación de fuel oil 424 Regulaciones límites 426 Sistema de seguridad 427 Descripción de algunos elementos de regulación 430 Parte II. Generadores de Energía Eléctrica Capitulo 1. Características Generales de Funcionamiento de los Generadores Trifásicos Síncronos Generalidades 435 Tensiones nominales 436 Velocidades normales 437 Repaso de algunos conceptos fundamentales 438 Constante de tiempo de los generadores 442 Potencia de los generadores 443 Velocidad de empalamiento 443 Momento de inercia 444 Peso de los generadores 445 Constante de aceleración 446 Características eléctricas 446 Diagramas de funcionamiento de los generadores trifásico síncronos 447 Características de funcionamiento de los generadores trifásicos 453

5 síncronos Capitulo 2. Disposición Constructiva de los Generadores Trifásicos Síncronos Características constructivas generales de los turbogeneradores 461 Conceptos constructivos de turbogeneradores 465 Generadores para grupo electrógenos 470 Características constructivas generales de los generadores para 471 centrales hidráulicas Disposición de los generadores para centrales hidráulicas 474 Conjuntos constructivos de generadores para centrales hidráulicas 479 Capitulo 3. Oscilaciones Pendulares en los Generadores Trifásicos Síncronos Generalidades 497 Oscilaciones forzadas 498 Funcionamiento de un solo generador sobre una red sin reacción 500 Funcionamiento en paralelo de un generador sobre una red de potencia 502 infinita Funcionamiento en paralelo de dos generadores sobre una red de 504 potencia infinita Funcionamiento en paralelo de varios generadores 505 Potencia sincronizante 506 Condiciones que deben cumplir los volantes para generadores trifásicos 507 sincronos Capitulo 4. Ventilación t Refrigeración de los Generadores Trifásicos Síncronos Introducción 513 Factores determinantes de las refrigeración 513 Refrigeración por aire 515 Refrigeración directa de los turbogeneradores 520 Refrigeración directa del rotor de un turbogenerador 521 Refrigeración directa del estator de un turbogenerador 524 Refrigeración por hidrógeno 526 Refrigeración por líquidos 542 Capitulo 5. Regulación de la Tensión de los Generadores Trifásicos Síncronos Generalidades 547 Estudio de un generador trifásico síncrono en régimen transitorio 548 Regulación manual de la tensión 550 Funcionamiento de un regulador de tensión 552 Sobrerregulación 553 Cualidades de los reguladores de tensión 554 Reguladores automáticos de excitación rápidos 554 Capitulo 6. Sistemas Clásicos de Excitación de los Generadores Trifásicos Síncronos Generalidades 550 Velocidad de respuesta de las excitatrices 560 Características de funcionamiento de las excitaciones 567 Sistemas de excitación 569 Capitulo 7. Sistemas Modernos de Excitación de los Generadores

6 Trifásicos Síncronos Generalidades 577 Sistemas de excitación con excitatriz de corriente continua 578 Sistemas de excitación con excitatriz 595 Generadores autoexcitados 596 Generadores excitados por una fuente independiente de energía 604 Sistema de excitación con rectificadores de vapor de mercurio de rejilla 606 contraída (mutadores) Capitulo 8. Acoplamiento en Paralelo de Generadores Trifásicos Síncronos (I) Generalidades 613 Condiciones para el acoplamiento en paralelo de generadores trifásicos 614 síncronos Conexiones de los aparatos para el acoplamiento en paralelo 621 Funcionamiento en paralelo de dos generadores trifásicos síncronos 622 Capitulo 9. Acoplamiento en Paralelo de Generadores Trifásicos Síncronos (II) Reparto de la carga entre dos generadores trifásicos síncronos que trabajan acoplados en paralelo Regulación de la tensión en las generadores trifásicos síncronos que trabajan acoplados en paralelo Algunas consideraciones prácticas sobre la marcha en paralelo de generadores trifásicos síncronos Capitulo 10. Acoplamiento en Paralelo de Generadores Trifásicos Síncronos (II) Generador trifásico de pequeña potencia en paralelo con una red importante Acoplamiento automático en paralelo de generadores trifásicos 653 síncronos Capitulo 11. Generadores Trifásicos Asíncronos Generalidades 663 Funcionamiento del generador trifásico asíncrono 664 Reacción ejercida sobre la central principal 666 Condiciones de trabajo en la central de reserva 667 Circunstancias económicas 667 Independencia de la central de reserva 669 El generador asíncrono excitado con condensador 669 Capitulo 12. Características Generales de los Generadores de Corriente Continua Conceptos generales 673 Generadores con excitación independiente 674 Generadores de excitación shunt 678 Generador con excitación compound 682 Capitulo 13. Regulación de la Tensión de los Generadores de Corriente Continua Regulación manual 687 Regulación automática 688 Capitulo 14. Acoplamiento en Paralelo de los Generadores de Corriente Continua

7 Generalidades 691 Acoplamiento en paralelo de generadores con excitación independiente 694 Acoplamiento en paralelo de generadores con excitación shunt 698 Acoplamiento en paralelo de generadores con excitación compound 703 Regulación automática de la tensión en el caso de varios generadores 708 acoplados en paralelo Capitulo 15. Los Acumuladores en las Centrales Eléctricas. Características Generales Conceptos generales 711 Clases de carga 712 Características de carga de los acumuladores 714 Carga de una batería por aumento de la tensión de los generadores 714 Carga de una batería por empleo de máquinas auxiliares 721 Accesorios para la carga de acumuladores 726 Capitulo 16. Los Acumuladores en las Centrales Eléctricas. Instalación y Funcionamiento Instalación de batería de acumuladores con reductor sencillo 729 Instalación de baterías de acumuladores con reductor doble 735 Instalación de baterías de acumuladores con grupos elevadores de 742 tensión y reductores sencillos Instalación de baterías de acumuladores con grupos elevadores de 748 tensión y reductores de tensión Instalación de baterías de acumuladores para servicio en tampón 752 Cargas automáticas de baterías de acumuladores 760 Cálculo del número de elementos y capacidad de una batería de 763 acumuladores Potencia necesaria de los generadores y elevadores de tensión para la 764 carga de batería de acumuladores Locales para baterías de acumuladores 766 Capitulo 17. Los Acumuladores en las Centrales Eléctricas. Carga Electrónica de Baterías Cargadores electrónicos para baterías de acumuladores 769 Carga de acumuladores con cargadores electrónicos 771 Carga de una batería de acumuladores de plomo, estando desconectada 773 la utilización Carga de una batería de acumuladores alcalinos, estando desconectada 780 la utilización Carga de una batería de acumuladores alcalinos, estando permanente 780 conectada la utilización Ejemplo de aplicación 787 Corriente permanente de descarga: 60 A 790 Capitulo 18. Generadores de Corriente Continua para Distribución Trifilar Introducción 795 Generador de tres conductores 797 Generadores de dos conductores, acoplados en serie 799 Generadores de dos conductores y batería de acumuladores, acoplados 801 en paralelo Generador de dos conductores y grupo de compensación 806

8 Capitulo 19. Generadores Eléctricos del Futuro Conversión directa del calor en electricidad 811 Magnetohidrodinámica 814 Generadores Magnetohidrodinámica 815 Posibilidades futuras de los generadores MHD 819 Generador MHD trabajando por ciclo simple en circuito abierto 820 Generador MHD trabajando por ciclo simple en circuito cerrado 822 Generador MHD trabajando por ciclo en circuito abierto 823 Generador MHD trabajando por ciclo combinado en circuito cerrado 824 Ejemplo de aplicación 824