estandarizacion

Tema 3.-Balance energ´tico en turbom´quinas.
e
a
Teor´ unidimensional
ıa

Mario S´nchez-Sanz
a
1 EPS

Universidad Carlos III de Madrid.
Dpto. de Ing. T´rmica y de Fluidos
e
´
Area de Mec´nica de Fluidos.
a

MASTER EN INGENIERIA INDUSTRIAL
E.P.S. Universidad Carlos III de Madrid

(Escuela Polit´cnica Superior)
e

Master Ing. Industrial

Curso 2010-2011

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´Indice
1
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3
4
5

6
7
8

9

Introducci´n
o
Objetivos de la teor´ unidimensional
ıa
Tri´ngulo de velocidades
a
La velocidad meridiana vm
Conservaci´n de la cantidad de movimiento
o
Un ejemplo sencillo: Placa inm´vil u = 0
o
Un ejemplo sencillo: Placa m´vil u = 0
o
Conservaci´n del momento angular. Ecuaci´n de Euler
o
o
Grado de reacci´n
o
Un par de ejemplos
Teor´unidimensional en m´quinas axiales
ıa
a
Influencia del ´ngulo de salida del ´labe en bombas
a
a
Rendimientos
Rendimientos en bombas
Rendimientos en turbinas
(Escuela Polit´cnica Superior)
e

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Introducci´n
o

Introducci´n
o

- El intercambio de energ´ tiene lugar unicamente en el rodete.
ıa
´
- El resto de los ´rganos de laturbom´quina son meros conductos o
o
a
meros transformadores de un tipo de energ´ en otro.
ıa
- El intercambio de energ´ tiene lugar por la acci´n mutua entre los
ıa
o
´labes y el fluido, dando lugar a una fuerza que se calcula a trav´s de
a
e
la ecuaci´n de cantidad de movimento.
o
- La energ´ por unidad de masa intercambiada se calcula a trav´s de
ıa
e
las ecuaciones de Euler. Estaecuaci´n es la herramiental fundamental
o
usada para el dise˜o del rodete.
n

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e

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Objetivos de la teor´ unidimensional
ıa

Objetivos de la teor´ unidimensional
ıa
- Describe las relaciones entre las condiciones globales de la
turbom´quina (Velocidad de giro, par, caudal ...) y las velocidades a
a
laentrada y salida del rotor.
- Para ello se asume
Velocidad relativa es tangente a los ´labes
a
del rotor a la entrada y salida del mismo
Velocidad absoluta es tangente a los ´labes fijos.
a
El fluido sigue exactamente el camino
marcado por los ´labes.
a
Las velocidades son uniformes y estacionarias
Conductos de paso son volumenes de revoluci´n
o
La velocidad de fluid es uniforme en esosvol´menes.
u

(Escuela Polit´cnica Superior)
e

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Objetivos de la teor´ unidimensional
ıa

Objetivos de la teor´ unidimensional
ıa
- Describe las relaciones entre las condiciones globales de la
turbom´quina (Velocidad de giro, par, caudal ...) y las velocidades a
a
la entrada y salida del rotor.
- Para ello se asume
Velocidadrelativa es tangente a los ´labes
a
del rotor a la entrada y salida del mismo
Velocidad absoluta es tangente a los ´labes fijos.
a
No ´labes=∞
a
El fluido sigue exactamente el camino
marcado por los ´labes.
a
Las velocidades son uniformes y estacionarias
Conductos de paso son volumenes de revoluci´n
o
La velocidad de fluid es uniforme en esos vol´menes.
u

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Tri´ngulo de velocidades
a

Tri´ngulo de velocidades
a

- La trayectoria relativa sigue la
trayectoria de los ejes.
- La trayectoria absoluta es m´s
a
complicada al implicar una composici´n
o
de movimientos.
- De forma general v = w + u, donde

Figure 1: Trayectorias absoluta y
relativa de una part´
ıcula fluida.(Escuela Polit´cnica Superior)
e

v = Velocidad absoluta del fluido en
unos ejes estacionarios
w = Velocidad relativa del fluido en
unos ejes que giran con el rodete
u = Velocidad de giro del rodete.

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Tri´ngulo de velocidades
a

- La velocidad tangencial vu
determina la energ´ espec´
ıa
ıfica
intercambiada con el rodete
- La...