“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACION”
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICALaboratorio de Maquinas Hidraulicas
Titulo:
Tipos de Maquinas Hidráulicas
Docente:Ing. Demetrio León Ayala
Integrantes:
Tovar Villanueva Hans Pedro
Semestre: fecha:Octavo 20/04/2016
Huancayo – Perú2016
RESUMEN
El presente informe contiene información referente a los diferentes tipos de
máquinas hidráulicas que la Facultad de Ingeniería Mecánica tiene en las
instalaciones de sus laboratorios, con esto se busca reforzar la formación académica
del estudiante en el área de los diferentes tipos de Maquinas Hidráulicas y dar
soluciones a problemas relacionados en el campo de la turbomaquina.
Cuando el estudiante termine de leer el siguiente informe, deberá ser capaz de
reconocer con gran facilidad las turbomaquinas tanto como las generadoras (bombas)
o también como las motoras (turbinas), seleccionar y analizar los algunos problemas
que se presentan en el laboratorio de estudios.
En el anexo podemos visualizar las diferentes maquinas hidráulicas con que la
facultad trabaja ya sea para pruebas o mayormente para prueba de datos.
INTRODUCCION
El estudio de los tipos maquinas hidráulicas se basa principalmente en la
transformación de la energía es decir, absorbe energía de una clase y restituye
energía de otra clase, por ejemplo un motor eléctrico absorbe energía eléctrica y
restituye energía mecánica
Las turbomaquinas son máquinas rotativas que permiten una transferencia
energética entre un fluido y un rotor provisto de alabes o paletas mientras el
fluido pasa a través de ellos.
La clasificación de las turbomaquinas tenemos generadoras y motoras y se
basan en la ecuación de Euler donde los cambios de dirección y de velocidad
juegan un papel esencial en su principio de funcionamiento
Las maquinas motoras absorben energía del fluido y restituyen energía
mecánica por ejemplo las turbinas
Las maquinas generadoras absorben energía mecánica y restituyen energía al
fluido por ejemplo las bombas centrifugas.
En este informe se va a detallar como fue el reconocimiento de los diversos tipos
de máquinas hidráulicas que encontramos en el laboratorio de hidráulica,
DESARROLLO TEORICO
MAQUINAS HIDRAULICAS
1. BOMBA CENTRIFUGA CON UN MOTOR DE 2.5hp
La característica principal de la bomba centrífuga es la de convertir la energía
de una fuente de movimento (el motor) primero en velocidad (o energía cinética)
y después en energía de presión. El rol de una bomba es el aporte de energía al
líquido bombeado (energía transformada luego en caudal y altura de elevación),
según las características constructivas de la bomba misma y en relación con las
necesidades específicas de la instalación. El funcionamiento es simple: dichas
bombas usan el efecto centrífugo para mover el líquido y aumentar su presión.
Dentro de una cámara hermética dotada de entrada y salida (tornillo sin fin o
voluta) gira una rueda con paleta (rodete), el verdadero corazón de la bomba. El
rodete es el elemento rodante de la bomba que convierte la energía del motor en
energía cinética (la parte estática de la bomba, o sea la voluta, convierte, en
cambio, la energía cinética en energía de presión)
2. BOMBA CENTRIFUGA CON UN MOTOR DE 5hp
Bomba que aprovecha el movimento de rotación de una rueda con paletas
(rodete) inserida en el cuerpo de la bomba misma. El rodete, alcanzando alta
velocidad, proyecta hacia afuera el agua anteriormente aspirada gracias a la
fuerza centrífuga que desarrolla, encanalando el líquido en el cuerpo fijo y luego
en el tubo de envío. Los elementos constructivos de que constan son:
Una tubería de aspiración: que concluye prácticamente en la brida de aspiración.
El impulsor o rodete: El rodete va unido solidariamente al eje y es la parte móvil
de la bomba.
Una tubería de impulsión: La finalidad del difusor es la de recoger el líquido a
gran velocidad, cambiar la dirección de su movimiento y encaminarle hacia la
brida de impulsión de la bomba.
3. TURBINA MICHELL BANKI
Las Turbinas Banki son máquinas de fluido pertenecientes a la turbo maquinas
hidráulicas motrices. En ellas, el agua que llega por la tubería de presión, es
conducida hacia el rodete por una tobera convergente de sección transversal
rectangular denominada inyector, la que está provista de un órgano regulador de
flujos, que permite regular el caudal según las exigencias de la demanda. Su
principio de funcionamiento se basa en la ecuación fundamental de las
Turbomáquinas.
Características Generales:
Son Turbina de acción.
Saltos netos entre 1 y 200 m.
Rango de nS: 40 a 240.
n< 80% .
Potencia máxima = 6 MW.
No hay peligro de cavitación.
Diseño sencillo y fácil construcción.
Aplicada en aprovechamientos hidroeléctricos de pequeña escala.
Amplio rango de velocidad de giro.
Diámetro de la turbina es independiente del caudal
Regulación de caudal y potencia mediante un álabe ajustable en el inyector.
Son turbinas de flujo cruzado, el flujo de la zona A es desviado por los álabes
de la 1era etapa cruza el rodete y es desviado nuevamente por la 2da etapa,
transfiriendo energía al rodete en cada etapa.
4. VENTILADOR CENTRIFUGO
Son aquellos ventiladores en donde se modifica la dirección del aire en un
ángulo de 90°, es decir, el aire entra en el ventilador con un determinado ángulo
(normalmente entre 80º y 90º) con dirección axial al plano de giro de las aspas y
sale al exterior con un desfase de 90ª grados (entre 0º y 10º) en dirección radial.
Así mismo, se debe tener en cuenta diversas consideraciones con respecto a la
velocidad angular o de giro del ventilador: está directamente relacionado con la
corriente de aire que proporciona, varía con el cuadrado de la presión y al cubo
con respecto a la potencia absorbida por el ventilador
5. BOMBA CENTRIFUGA CON UM MOTOR DE 1hp
La bomba centrífuga, también denominadabomba rotodinámica, es actualmente
la máquina más utilizada para bombear líquidos en general. Las bombas
centrífugas son siempre rotativas y son un tipo de bomba hidráulicaque
transforma la energía mecánica de un impulsor en energía cinética o de presión
de un fluido incompresible. El fluidoentra por el centro del rodete o
impulsor,1 que dispone de unos álabespara conducir el fluido, y por efecto de
la fuerza centrífuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la
carcasa o cuerpo de la bomba. Debido a la geometría del cuerpo, el fluido es
conducido hacia las tuberías de salida o hacia el siguiente impulsor. Son
máquinas basadas en laEcuación de Euler.
6. RODETE DE TURBINA FRANCIS
El rodete es el órgano fundamental de la máquina, único elemento donde se produce
la transformación de energía hidráulica en mecánica, está constituido por álabes
dispuestos en círculo alrededor de un cubo y perimetrados por una llanta. El rodete,
unido al eje de la máquina por un sistema de enchavetado, gira sobre su eje
arrastrando al generador eléctrico.
7. TURBINA PELTON
En este tipo de turbinas Pelton se facilita la colocación del sistema de alimentación en
un plano horizontal, lo que permite aumentar el número de chorros por rueda (4 a 6);
con esto se puede incrementar el caudal y tener mayor potencia por unidad. Se acorta
la longitud del eje turbina-generador; se amenguan las excavaciones; se puede
disminuir el diámetro de rueda y aumentar la velocidad de giro, se reduce en fin el
peso de la turbina por unidad de potencia. Esto hace que la utilización de esta
disposición en turbinas Pelton sea más ventajosa que la disposición horizontal. Su
aplicación es conveniente en aquellos casos donde se tienen aguas limpias que no
produzcan gran efecto abrasivo sobre los alabes e inyectores, debido a que la
inspección y las reparaciones con este montaje se hacen más difíciles.
Por otra parte, las turbinas Pelton se clasifican también en sencillas (un rodete y un
chorro) y múltiples. Las turbinas Pelton se multiplican por el número de chorros,
llamándose Pelton doble, triple, etc. Las turbinas Pelton séxtuples (1 rodete de eje
vertical y 6 chorros) cayeron un tiempo en desuso, por la complicación que entraña su
duodécuple regulación (6 inyectores y 6 pantallas deflectoras y por tanto, 12
servomotores).
La Turbina Pelton tiene la peculiaridad de aprovechar solamente la energía cinética
del fluido, pues no existe gradiente de presión entre la entrada y la salida de la
máquina.
Las turbinas Pelton aumentan la velocidad del fluido mediante esta tobera,
produciendo un chorro de agua dirigido a gran velocidad hacia las paletas. Debido a la
forma de éstas, el chorro gira en casi 180º, con lo cual se produce un cambio de
momentum que se traspasa al eje.
CONCLUSIONES
1. Para toda turbomaquina hidráulica el fluido se caracteriza por ser un fluido
incompresible.
2. Las turbomaquinas se clasifican según el sentido de intercambio de energía
pueden ser motoras y generadoras.
3. La función que cumple la carcasa de la bomba en convertir la energía cinética
en energía de presión.
4. El estudio en el laboratorio amplia nuestro panorama sobre las maquinas
hidráulicas.
BIBLIOGRAFIA
1. Mataix Claudio, “mecánica de fluidos y fluidos y maquinas hidráulicas”, edit.
harla, España, 2003.
2. Pedro Fernández diez, “turbinas hidráulicas”, universidad de Cantabria, edit.
solme, España, 2005.
3. Santos sabrás f, “apuntes de máquinas hidráulicas” volúmenes 1 y 2.Escuela
de ingenieros industriales de san Sebastián, universidad de navarra
4. Streeter V.L.Wylie E.B.: “Mecanica de los Fluidos”: Ed. Mc Graw-Hill
ANEXO
FIGURA.1 FIGURA.2
FIGURA.4
FIGURA.3
FIGURA.5
FIGURA.6
FIGURA.7