maquinas hidraulicas i

MANUEL ANGEL

CANTOS MACÍAS

MAQUINAS

HIDRAULICAS

MECANICA DE FLUIDOS Y

MAQUINAS HIDRAULICAS

CLAUDIO MATAIX

Una máquina es un transformador de energía.

Las turbo máquinas son máquinas rotativas que

permiten una transferencia energética entre un

fluido y un rotor provisto de alabes o paletas

mientras que el fluido pasa a través de ellos.

Si la transferencia de energía se efectúa de

máquina a fluido se le da el nombre genérico de

bomba (máquinas generadoras)

Si la transferencia de energía es del fluido al

rotor se denomina turbina (máquina motora)

MAQUINAS

Otras máquinas hidráulicas pueden ser:

Compresores

Sopladores

Ventiladores, etc.

Así mismo entre las turbinas figuran:

Hidráulicas

De vapor

De gas

De aire, etc.

Que también sirven para cualquier clase de fluido.

Máquina hidráulica es aquella en la cual

el fluido que intercambia su energía no

varia sensiblemente de densidad en su

paso a través de la máquina, por lo que

en el diseño y estudio de la misma se

considera la densidad constante.

DEFINICIÓN

Máquinas hidráulicas

Turbo máquina

Generadoras

Para líquidos (bombas)

Para gases (ventiladores)

Motoras Turbinas

hidráulicas

De desplazamiento

positivo

Generadora

Motora

CLASIFICACIÓN

soluto de Maquinas de desplazamiento

positivo (volumétricas).- el órgano

intercambiador de energía sede energía al

fluido ó el fluido a el en forma de energía de

presión creada por la variación de volumen.

Los cambios en la dirección y valor absoluto

de la velocidad del fluido no juegan un papel

esencial.

Las turbo maquinas (maquinas de corriente).-

los cambios en la dirección y valor ab la

velocidad juegan un papel esencial.

DEDUCCIÓN DE LA ECUACIÓN DE EULER

+

TRIANGULOS DE VELOCIDADES

GRADO DE REACCION

Radial

Axial

Flujo mixto

CLASIFICACION DE LAS TURBOMAQUINAS

SEGÚN LA DIRECCION

La ecuación de Euler es la ecuación fundamental para lasTurbomáquinas, así como la ecuación de Bernoulli es la ecuaciónfundamental de la hidrodinámica

La altura de Euler Hu se denomina también altura hidráulica enlas Turbomáquinas

En la maquina radial la velocidad del fluido no tiene componenteaxial, solo tiene componente radial y tangencial

En la maquina axial la velocidad del fluido no tiene componenteradial, solo tiene componente axial y periférica

En la bomba axial el efecto de la fuerza centrifuga es nula, portanto una bomba axial no es centrifuga

En las maquinas radio-axial la velocidad tiene las trescomponentes según los tres ejes

En ninguna maquina falta la componente periférica Cu que esfundamental para la transmisión de energía al fluido según laecuación de Euler

ES UNA MAQUINA QUE ABSORVEENERGIA MECANICA Y RESTITUYEAL LIQUIDO QUE LA ATRAVIESAENERGIA HIDRAULICA

BOMBAS ROTODINAMICAS(ECUACION DE EULER)

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTOPOSITIVO

BOMBAS

Según la dirección del

flujo

Radial

Axial

Radioaxial

CLASIFICACION DE LAS BOMBAS

ROTODINAMICAS

Según la posición del

eje

Eje horizontal

Vertical

inclinado

Según la presión

Baja

Media

Alta

Según el número de flujos en la

bomba

De simple aspiración o 1

flujo

De doble aspiración o 2

flujos

Según el número de rodetes

De 1 escalonamiento

Varios escalonamientos

Rodete

Corona directriz: álabes fijos, transforma

energía cinética en energía de presión

Caja espiral: transforma energía

dinámica a energía de presión

Tubo difusor troncocónico, transforma la

energía dinámica en energía de presión

ELEMENTOS CONSTITUTIVOS

Bombas de carcasa seccionada

TIPOS CONSTRUCTIVOS

Bombas monobloc

Bomba de doble aspiración

Bomba axial

Bomba horizontal de múltiples

escalonamientos

Bombas verticales

de múltiples

escalonamientos

Grupo moto-bomba

sumergible

Bombas con motor de gasolina o diesel

Comparación de rotores

Los rodetes se

clasifican en cuatro

tipos según la forma

de sujeción de los

alabes

CLASIFICACIÓN DE RODETES

Rodete cerrado de simple aspiración. Lascaras anterior y posterior forman una caja,entre ambas caras se fijan los álabes.

Rodete cerrado de doble aspiración.

Rodete semi-abierto de simple aspiración.Los álabes se fijan solo en la caraposterior.

Rodete abierto de doble aspiración. Losálabes se fijan en el núcleo o cubo delrodete.

TIPOS DE RODETE

El rodete de una bomba rotodinámica se ade proyectar de manera que para el caudaly altura requerida se obtenga el óptimorendimiento. En la práctica estos valoresnecesarios varían entre ambos límites condiferentes valores de n buscando siempreel optimo rendimiento el rodete de lasbombas rotodinámicas va cambiandoinsensiblemente de forma para adaptarsea las diferentes condiciones de servicios.

Los rodetes van cambiando a caudales

mayores y alturas efectivas más

pequeñas. ns = número específico

CLASIFICACION DE LAS BOMBAS POR EL

NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES

Corona directriz

Caja espiral

Cono difusor

SISTEMA DIFUSOR

No siempre están presente los tres

elementos y el papel que cumplen es

transformar la energía dinámica que da

el rodete en energía de presión con el

mínimo posible de pérdida

Las bombas rotodinámicas no son

autocebantes. Las bombas de embolo y

en general todas las de desplazamiento

positivo si.

CEBADO DE LAS BOMBAS

INSTALACION DE UNA BOMBA

La alcachofa y válvula de pie

Válvula de compuerta en la aspiración y en laimpulsión

La válvula de retención en la impulsión

El reductor en la aspiración

Sección A: nivel superior del agua en el pozo deaspiración

Sección Z: nivel superior del agua en el deposito deimpulsión

Sección E: entrada a la bomba

Sección S: salida de la bomba

Ecuación de Euler

ALTURA ÚTIL O EFECTIVA DE UNA BOMBA

VALVULA DE PIE Y VALVULA DE

RETENCION

Pérdidas hidráulicas

Pérdidas volumétricas

Pérdidas mecánicas

PERDIDAS

Las pérdidas hidráulicas disminuyen laenergía útil que la bomba comunica al fluidoy consecuentemente la altura útil.

Pérdidas de superficie se producen por elrozamiento del fluido con las paredes de labomba (rodete, corona directriz)

Pérdidas de forma que se producen pordesprendimiento de la capa límite en loscambios de dirección y en toda forma difícilal flujo

PERDIDAS HIDRAULICAS

Son perdidas intersticiales, son perdidas de caudaly se dividen en:

Pérdidas exteriores: constituyen una fuga de fluidoal exterior por el juego entre la carcasa y el eje dela bomba (estopa o material de cierre comoamiento grafitado)

Pérdidas interiores: son las más importantes yreducen mucho el rendimiento volumétrico, seproducen por que a la salida del rodete hay máspresión que a la entrada y parte del fluido en vezde seguir a la caja espiral retrocederá para volvera ser impulsado por la bomba(caudal decortocircuito).

PERDIDAS VOLUMETRICAS

Las pérdidas mecánicas incluyen laspérdidas por:

Rozamiento del prensaestopa con el manejode las máquinas.

Rozamiento del eje con los cojinetes

Accionamiento de auxiliares (bomba deengranaje para lubricación)

Rozamiento de disco. Se llama así alrozamiento de la pared exterior del rodete conla atmosfera del fluido que lo rodea.

PERDIDAS MECANICAS

CEBADO

CAVITACION

GOLPE DE ARIETE

CURVAS CARACTERISTICAS