01-CURSO Turbomáquinas Hidráulicas - Introducción

INTRODUCCIÓN A LAS MÁQUINAS HIDRÁULICAS

Prof. Miguel Asuaje

Prof. Jesús De Andrade

Prof. Gilberto Núñez

septiembre de 2013

Contenido

PARTE I Introducción Definiciones Generales Clasificación de las Turbomáquinas Bombas Centrífugas Comportamiento de las BC en Operación Punto de Funcionamiento Pérdidas Hidráulicas, Volumétricas y Mecánicas Cavitación Semejanza Empuje Radial y Axial Funcionamiento en Serie y en Paralelo Regulación de Bombas Centrífugas Operación de Bombas con Líquidos Viscosos Ventiladores

Definiciones Generales

Máquina:

Es un transformador de energía

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Steam_locomotive_work.gif

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.renewables-made-in-germany.com/fileadmin/user_upload/product/51/51_img_web.jpg&imgrefurl=http://www.renewables-made-in-germany.com/es/energia-eolica/we/product/126/1/&h=337&w=236&sz=1501&hl=en&start=61&tbnid=yrjx4bIh95195M:&tbnh=119&tbnw=83&prev=/images%3Fq%3DAEROGENERADORES%26start%3D54%26ndsp%3D18%26svnum%3D10%26hl%3Den%26lr%3D%26rls%3DGGLR,GGLR:2006-04,GGLR:en%26sa%3DN

http://www.korochi.com/images/maquina.gif

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://fr.gizmodo.com/beer%2520machine%25202000.jpg&imgrefurl=http://fr.gizmodo.com/2006/07/09/beer_machine_2000.html&h=250&w=270&sz=132&hl=en&start=69&tbnid=7Q7cfNhBmy9xHM:&tbnh=105&tbnw=113&prev=/images%3Fq%3DMACHINE%26start%3D54%26ndsp%3D18%26svnum%3D10%26hl%3Den%26lr%3D%26rls%3DGGLR,GGLR:2006-04,GGLR:en%26sa%3DN

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.godai.at/images/motor.JPG&imgrefurl=http://www.godai.at/newsletter/newsletter_06_01.html&h=593&w=567&sz=154&hl=en&start=3&tbnid=haB6laq8N5dhHM:&tbnh=135&tbnw=129&prev=/images%3Fq%3DMOTOR%26svnum%3D10%26hl%3Den%26lr%3D%26rls%3DGGLR,GGLR:2006-04,GGLR:en

Máquina de fluido donde la transformación de energía se realiza por medio de la variación de volumen de una cámara, cilindro o cavidad interna de la máquina.

Máquina de Fluido:

Máquina Volumétrica:

Máquina donde se intercambia energía con un fluido

A

B

A

B



Turbomáquina:

Máquina de fluido en donde la transformación de energía se realiza por medio de la variación del momento cinético del fluido que la atraviesa

Máquinas de Desplazamiento Positivo

El volumen de líquido desplazado por un sólido es igual al volumen del mismo.

s

s

Máquinas Rotodinámicas

w

b2

w

H


Turbomáquina Hidráulica:

Es aquella en cuyo estudio y diseño se desprecian los efectos de compresibilidad del fluido, es decir, la densidad del fluido se asume constante en su paso a través de la máquina

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.cefiro.com.ar/images/galeria/molino.jpg&imgrefurl=http://www.cefiro.com.ar/esp/info.htm&h=783&w=529&sz=47&hl=en&start=4&tbnid=D_pbRDhHg4LseM:&tbnh=143&tbnw=97&prev=/images%3Fq%3Dmolino%26svnum%3D10%26hl%3Den%26lr%3D%26rls%3DGGLR,GGLR:2006-04,GGLR:en


Turbomáquina Térmica: Es aquella en cuyo estudio y diseño no se desprecian los efectos de compresibilidad del fluido, es decir, la densidad del fluido varía en su paso a través de la máquina.

Clasificación de las Máquinas de Fluidos según el tipo de fluido

Máquinas de Fluido

Hidráulicas ( = cte.)

Térmicas ( ≠ cte.)

Rotodinámicas

Turbomáquinas

Volumétricas

Desplazamiento Positivo

Rotodinámicas

Turbomáquinas

Volumétricas

Desplazamiento Positivo

Clasificación de las Máquinas

Según Principio de Funcionamiento

Máquinas que Producen Trabajo

Máquinas que Requieren trabajo

Volumétricas Turbomáquinas

Motores

Bombas Compresores

Según su Forma Rotativos

Reciprocantes

Axiales

Radiales

Turbinas

Bombas Compresores

E:/Documents and Settings/asuajem/Local Settings/Temp/Temporary Directory 1 for CHARLAS TECNICAS.zip/CHARLAS TECNICAS/Piston Working Principle.exe

E:/Documents and Settings/asuajem/Local Settings/Temp/Temporary Directory 1 for CHARLAS TECNICAS.zip/CHARLAS TECNICAS/Double Tooth.V4.exe

Clasificación de las Turbomáquinas

Según: Recorrido del flujo a través de los álabes:

Axiales:

Paralelo al eje de rotación

Radiales: El fluido entra en dirección axial y sale girado 90° o en dirección radial

Mixtas: El fluido entra en dirección axial y sale girado en un ángulo < 90°

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.daviddarling.info/images/Francis_turbine.jpg&imgrefurl=http://www.daviddarling.info/encyclopedia/F/AE_Francis_turbine.html&h=380&w=300&sz=32&hl=en&start=3&tbnid=x2i6R4BLWsCkpM:&tbnh=123&tbnw=97&prev=/images%3Fq%3Dfrancis%2Bturbine%26svnum%3D10%26hl%3Den%26lr%3D%26rls%3DGGLR,GGLR:2006-04,GGLR:en

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Diagramas de Selección

Las Máquinas que Requieren Trabajo

Las Máquinas que Producen Trabajo

Turbomáquinas Hidráulicas

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.geocities.com/jerr922/bomba3.jpg&imgrefurl=http://www.geocities.com/jerr922/bombas.html&h=282&w=209&sz=8&hl=en&start=16&tbnid=derCgtlUmyj2FM:&tbnh=114&tbnw=84&prev=/images%3Fq%3Dbomba%2Bcentr%25C3%25ADfuga%26svnum%3D10%26hl%3Den%26lr%3D%26rls%3DGGLR,GGLR:2006-04,GGLR:en%26sa%3DN

http://www.renewables-made-in-germany.com/es/energia-hidroelectrica/

BOMBAS

Bomba:

Máquina de fluido que transforma energía mecánica en energía hidráulica

Sistema de Bombeo de una Fuente

Bomba Centrífuga

Nunca está sola. Requiere trabajo

Clasificación de las Bombas según Funcionamiento

BOMBAS ROTODINÁMICAS

FLUJO RADIAL O MIXTO

FLUJO AXIAL

DESPLAZAMIENTO POSITIVO

SIMPLE ETAPA

MULTIETAPA

SUCCIÓN SIMPLE

DOBLE SUCCIÓN

ROTOR CERRADO ROTOR ABIERTO

AUTO-CEBANTE CEBANTE

SIMPLE ETAPA MULTIETAPA

ROTOR CERRADO

ROTOR ABIERTO

PERIFERICA SIMPLE ETAPA

MULTIETAPA

AUTO-CEBANTE CEBANTE

www.fluidedesign.com

Bomba Centrífuga

Bomba Centrífuga

http://www.carverpump.com/products.asp

Diagrama Bomba Centrífuga (close couple single stage)

Diagramas de bombas

http://www.fluidedesign.com/eff_calc/efficiency_calc.html

Pérdidas con la Velocidad

http://www.fluidedesign.com/pipe_friction2/pipe_friction2.html

Diagramas de Eficiencia

Curvas Características de una Bomba Centrífuga

Selección del Diámetro Ideal de la Bomba

CAVITACIÓN

Sistemas de Bombeo

http://www.fluidedesign.com/pressure_anywhere/Pressure_anywhere.html

Estación de Bombeo

Estación de Bombeo