ensayo 2 incompresibles
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Aplicar la Ecuación fundamental de las turbomáquinas para la solución de problemas de turbomaquinaria.
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Aplicar la Ecuación fundamental de las
turbomáquinas para la solución de problemas
de turbomaquinaria.
Ensayo competencia 2
Alumno: José Gerardo Bocanegra Ruiz 28/09/15
Máquinas de Fluidos Incompresibles Profesor: Héctor Rojas Garduño
Instituto Tecnológico de Celaya
Aplicar la Ecuación fundamental de las turbomáquinas para la solución de problemas de turbomaquinaria.
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Aplicar la Ecuación fundamental de las turbomáquinas (E. de
Euler en todas sus formas) para la solución de problemas de
turbomaquinaria.
Introducción
Para entender mejor a las turbomáquinas se empleara en esta competencia la ecuación de
Euler para lo cual se deben entender bien los conceptos básicos, pues el intercambio de
energía mecánica y de fluido en una turbomáquina se verifica únicamente en el rodete.
Los restantes órganos de la máquina por donde circula el fluido son conductos o
transformadores de energía que posee el fluido. Entonces podemos entender que el
intercambio de energía se obtiene por una acción mutua (acción-reacción) entre las
paredes de los álabes y el fluido. La acción resultante del rodete sobre el fluido, será una
fuerza, cuyo valor podrá calcularse mediante el principio de la cantidad de movimiento.
Objetivo
Comprender los conocimientos básicos que rodean a la Ecuación de Euler e identificar
sus formas en las que esta puede utilizarse, para así poder conocer más afondo el
funcionamiento de una turbomáquina.
Desarrollo
Primera forma de la ecuación de Euler
Entendamos que así como la ecuación de Bernoulli es la ecuación fundamental de la
hidrodinámica, la ecuación de Euler es la ecuación fundamental de las turbomáquinas,
donde se prefiere utilizar la ecuación de Euler en forma de altura, pues la altura es una
variable de gran significado físico: altura bruta de un salto de agua, altura neta de una
turbina hidráulica, altura de elevación de una bomba, etc. Esta relación nos da el trabajo
específico con el estado termodinámico y cinemático del fluido con las velocidades del
fluido y de la turbomáquinas a través de la combinación de la energía y de la cantidad
angular de movimiento. Pero esta primera forma es válida para un análisis
unidimensional.
Segunda forma de la ecuación de Euler
Se comprendió que la segunda forma de la ecuación de Euler es útil para discernir los
mecanismos de transferencia de energía. Esta la interpretare como la suma de la energía
transferida debido al cambio en energía cinética absoluta del fluido al atravesar la
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turbomáquinas, más la energía transferida debido a las fuerzas centrífugas a medida que
el fluido se mueve en dirección radia y más la transferencia debido al cambio en la energía
cinética del fluido en la turbomáquinas es igual al cambio total de la energía.
Triangulo de Velocidades
Entendamos que se usan diagramas de velocidad en forma de triángulo que corresponden
a la mitad del paralelogramo formado por una velocidad tangencial, una velocidad relativa
y una velocidad absoluta. Se llaman triangulo de entrada y triangulo de salida.
Grado de reacción
Tome la idea de que la transferencia de energía entre el fluido y el rodete se realiza bajo
forma de energía cinética y de energía de flujo lleva a la definición de grado de reacción,
que es la fracción de energía total entregada al fluido que es dada en forma de presión. La
magnitud física presión no tiene un significado energético directo, en cambio ésta está
íntimamente ligada a la entalpía, la cual si tiene un grandísimo significado energético
Velocidad especifica
Como normalmente a la velocidad representada por m/s, esta se aplicara en las mismas
unidades a la velocidad específica, denominada también velocidad específica absoluta o
velocidad angular específica, corresponde al número de revoluciones por minuto que
daría una turbina semejante a la que se desea proyectar, la cual, instalada en un salto de 1
m. de altura, proporcionaría una potencia de 1 CV Así como la ecuación de Bernoulli es
la ecuación fundamental de la hidrodinámica, la ecuación de Euler es la ecuación
fundamental de las turbomáquinas.
Conclusión
Las turbomáquinas son las máquinas de flujo incompresible más utilizadas y cada día
sustituyen a más aplicaciones de las máquinas de desplazamiento positivo, comprender
su funcionamiento desde sus bases es fundamental para poder diseñar desde el flujo de
entrada como el de salida, las velocidades que se maneja en el fluido como la potencia
que requerirá la máquina. Hasta la forma de los alabes y el ángulo con el que deben de ir
pueden ser conocidos con los conocimientos entendidos en esta investigación.
Bibliografía
1. Motta, Robert L. Mecánica de Fluidos. Prentice Hall.
2. Matáis, Claudio. Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Editorial Halla.
3. Yenes A. Congela, John M. Címbalo. Mecánica de fluidos, fundamentos y
aplicaciones. Editorial Mc Graw Hill. 2006.