Bombas y turbinas

5. Defina y explique potencia y cavitación en bombas y turbinas.
CAVITACION
La cavitación es un fenómeno termodinámico el cual se desarrolla en varias etapas:
1. el agua cambia de estado al reducirse la presión por debajo de un límite: la tensión de vapor del líquido.
2. se forman burbujas dentro del líquido cuando este se vaporiza.
3. se produce un crecimiento en el volumen de lasburbujas existentes y en el número de nuevas burbujas.
4. cuando la presión se recupera y se supera la tensión de vapor, las burbujas empiezan a implosionar.
5. el colapso instantáneo de una burbuja producto de la cavitación genera elevadísimas presiones que erosionan el material llegando a perforarlo e incluso a su desintegración en los casos más severos.
6.
Este fenómeno es inherente al líquidoy puede aparecer en bombas, válvulas, codos, etc, y en general en cualquier punto o situación en la que se supere la condición límite (tensión de vapor del líquido).
Consecuencias de la cavitación:
produce una reducción del caudal bombeado y su presión debido a que el volumen ocupado por el fluido en fase gaseosa reduce el espacio disponible para el líquido a ser bombeado.
disminución de lacabeza de descarga en la bomba debido a que se destina una parte de la energía disponible para el bombeo en aumentar la velocidad del líquido empleado para llenar las cavidades que dejan las burbujas colapsadas.
POTENCIA
Es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado.
En cuantoa las unidades de potencia, pueden reconocerse cuatro grandes sistemas. El sistema internacional de unidades, cuya unidad más frecuente es el vatio o watt y sus múltiplos (kilovatio, megavatio, etc.), aunque también puede utilizar combinaciones equivalentes como el voltampere; el sistema inglés, que mide por caballo de fuerza métrico; el técnico de unidades, que se basa en la caloríainternacional por segundo; y el cegesimal, que calcula ergio por segundo.




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turbinas
Cavitación
el efecto hidráulico de la cavitación en una bomba produce un cambio significativo en su capacidad y en su desempeño. 
Los problemas mecánicos son enormes ya que además de la erosión aparecen fuertes vibraciones, averías mecánicas, ruido, falta de datos de servicio, .. etc.
En la gráfica vemoscómo cambian la curva caudal-hman de funcionamiento de una bomba cuando aparece la cavitación: el caudal disminuye.
Una vez que el fluido llega a los álabes empieza a aumentar su presión a medida que recorre el rodete hasta su salida. Es por ello que la zona característica para observar la erosión de la cavitación es justo el inicio de los álabes, cuando se empieza a recuperar la presión.
 
Elfenómeno se repite con una frecuencia de 25000 ciclos por segundo e incluso mayor.


 

Las tensiones superficiales producidas por estas acciones, son del orden de 1.000 atmósferas, valor lo suficientemente elevado como para producir grietas, por fatiga del material, en relativamente poco tiempo





Además de producir ruidos y vibraciones, es causa de una rápida y constante erosión delas superficies en contacto con el líquido, aun cuando éstas sean de hormigón, hierro fundido, aleaciones especiales, etc























potencia
La potencia necesaria para accionar la bomba en cuestión, o sea la potencia en el eje de la misma será:

 
Donde




la potencia de la turbina está dada por la misma fórmula para hallar la potencia de una bomba,teniendo claro que el trabajo que hace la turbina es inverso es decir resta energia.

 

 

 
 






















2. defina eficiencia y punto de operación en bombas y turbinas.
EFICIENCIA O RENDIMIENTO
Cuando una hidromáquina se usa para transformar, energía mecánica en energía eléctrica o energía térmica en energía mecánica, su rendimiento puede definirse...