Hidráulico

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TURBOMÁQUINAS: TURBINAS, BOMBAS Y VENTILADORES I

1. BOMBAS

a. ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS
b. ECUACIONES FUNDAMENTALES
c. PÉRDIDAS
d. CURVAS CARACTERÍSTICAS
e. CAVITACIÓN

2. VENTILADORES
f. ECUACIONES FUNDAMENTALES
g. CLASIFICACIÓN
h. INFLUENCIA DE LA DENSIDAD DEL GAS
i.ANÁLISIS DE VENTILADORES

3. TURBINAS

j. ECUACIONES FUNDAMENTALES
k. CLASIFICACIÓN
l. ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS
m. TURBINAS DE ACCIÓN
n. TURBINAS DE REACCIÓN
o. CURVAS CARACTERÍSTICAS

1. -------------------------------------------------
BOMBAS

Componentes
* Tubería de aspiración
* Impulsor (rodete)
* Voluta* Tubería de impulsión

Ilustración 1. Bomba centrífuga. Perspectiva

Ilustración 2. Bomba centrífuga. Alzado y corte

Clasificación
* Según la dirección del flujo:
* radial
* axial
* radioaxial
* Según la posición del eje:
* de eje vertical
* de eje horizontal
* Ilustración 3. Bomba horizontal de siete escalonamientos
de eje inclinado* Según la presión proporcionada:
* baja
* media
* alta
* Según el número de flujos en la bomba:
* de simple aspiración
* de doble aspiración
* Según el número de rodetes:
* de un escalonamiento
* de varios escalonamientos

Para pequeñas presiones y grandes caudales.

Ventajas con respecto a las bombas de desplazamiento positivo:* Potencia específica mayor
* No tiene fuerzas de inercia descompensadas-> menos vibraciones
* Permite el acoplamiento a motores de altas revoluciones (más baratos, sin transmisión reductora)
* Carencia de sobrepresiones en bomba y tubería por cierre de válvula de impulsión
* Carencia de válvulas-> menos averías
* Más baratas

Desventajas:
* No son autocebantes.Ejemplo para una bomba que da una altura máxima de 100m
* Si la bomba está llena de aire:

* Si la bomba está llena de agua:

1.1 -------------------------------------------------
BOMBAS. Elementos constructivos

Bomba radial de eje horizontal:
Ilustración 4. Ilustración 2. Elementos constructivos de una bomba centrífuga

1) Rodete: imparte energía cinética y depresión al fluido
2) Corona directriz: transforma la energía cinética en energía de presión (opcional por cara pero hace la bomba más eficiente)
3) Caja espiral: transforma la energía cinética en energía de presión y conduce el fluido hasta la tubería de impulsión con mínimas pérdidas
4) Tubo difusor troncocónico: tercera etapa transformación de energía cinética enenergía de presión

Ilustración 5. Sistema difusor. (a) Sólo caja espiral. (b) Caja más cono difusor. (c) Además con corona directriz.

1.2 -------------------------------------------------
BOMBAS. Ecuaciones fundamentales

Principio de continuidad:

Hipótesis:
* Densidad constante

Balance de fuerzas:

Ilustración [ 6 ]. Porción aislada de un tubo de corrienteIlustración [ 7 ]. Triángulos de velocidades y fuerzas

2ª Ley de Newton aplicada a una partícula:

Hipótesis:
* Fluido incompresible
* Movimiento permanente
* 1 y 2, zonas de régimen uniforme

Teorema del impulso sobre una partícula de fluido:

Teorema del momento cinético:

Potencia útil suministrada al fluido:

Balance de energía:
Ecuación de Euler para las bombas:
Alturaefectiva (útil) de la bomba:

Ilustración 8. Instalación de una bomba

Ecuación de Bernoulli entre la entrada y la salida de la bomba:

*
* Altura de presión:

* Altura geodésica:

* Altura dinámica:

Energía útil de la bomba:
* La altura geodésica suele ser despreciable en bombas de eje horizontal
* La altura dinámica suele ser despreciable en bombas de...