Introducción a bombas rotodinámicas




BOMBAS HIDRÁULICAS


“Unidad III: Introducción a bombas rotodinámicas y turbinas”

7MV4

CARRILLO LUGO ABIGAIL DE LA LUZ
JIMÉNEZ RÍOS EDUARDO
ONOFRE PIÑA ALDO ARMANDO
SANDOVAL JARQUÍN JOSÉ LUIS



16 de agosto de 2013.
i. INTRODUCCIÓN.
Las turbo máquinas son equipos diseñados para conseguir un intercambio energético entre un fluido y un eje de rotación, de maneracontinua, por medio del efecto dinámico de una o varias coronas de álabes (fijos y/o móviles). Los nombres que reciben las coronas fijas y móviles son, respectivamente, rotor (rodete, impulsor o hélice, según el tipo de máquina) y estator (voluta o carcasa, según el caso). Se diferencian de las máquinas de desplazamiento positivo en que existe continuidad entre el fluido que entra y, por tanto, elintercambio energético se produce de forma continua.
El estudio de las turbo máquinas ha progresado mucho en las últimas décadas, pasando a ser un campo tecnológico multidisciplinar y de grandes innovaciones debido al creciente interés por la investigación del flujo en el interior de los distintos equipos.
Por otra parte, las variables básicas que intervienen en el estudio de turbo máquinas sontambién numerosas y se pueden agrupar en las siguientes categorías:
Variables geométricas (diámetros, ángulos, espesores, huelgos, etc.)
Variables mecánicas (par, velocidad de giro, potencia en el eje, esfuerzos, etc.)
Variables fluido-dinámicas (presión, velocidad, caudal, temperatura, densidad, viscosidad, etc.)
En cualquier caso, se debe señalar aquí que las turbo máquinas más comunes sonlas bombas, los compresores, los ventiladores y las turbinas.
a. Clasificación general.
En la figura 3.1. se muestra la clasificación general de las turbo máquinas.


Figura 3.1 Clasificación general de las turbo máquinas.

b. Clasificación por geometría.
Las turbo máquinas se basan en una variación del momento cinético del fluido como consecuencia de la deflexión producida en el interiordel rodete (que se expondrá en la segunda parte de esta lección), desde su entrada siempre axial a su salida. El intercambio energético será mayor cuanto mayor sea la deflexión de la corriente, a igualdad de otras condiciones.
Existen dos tipos básicos de geometrías de turbo máquinas en función de la dirección del flujo de salida:
Radiales o Centrífugas: el flujo de salida es en direcciónradial.
Axiales: el flujo llega y sale axialmente.
Habitualmente, se distinguen otros dos tipos de geometrías de turbo máquinas:
Mixtas o de Flujo Mixto: el flujo de salida, tiene tanto componente axial como radial.
De Flujo Cruzado: el flujo de salida atraviesa dos veces el rodete de la máquina.
En la figura 3.2, se representan los cuatro tipos, para la aplicación específica de ventiladores; y enla figura 3.1.3, se representa una bomba centrífuga común.

Figura 3.2 Geometrías de las turbo máquinas, ventiladores.


Figura 3.3 Geometría de una bomba centrífuga.
c. Clasificación por sentido de transferencia de energía.
El intercambio energético entre fluido y rotor, puede ser en dos sentidos:
Máquinas generadoras: en donde parte de la potencia transmitida por el eje al rotor, seutiliza en aumentar la energía específica de un determinado caudal de fluido; son máquinas que consumen potencia, y generan un aumento de la energía específica del fluido. De este tipo son las bombas, ventiladores, hélices marinas, etc., ver la figura 3.4.


Figura 3.4 Hélices marinas.
Máquinas receptoras: en donde el caudal de fluido cede parte de su energía específica al rotor, lo que provocauna salida de potencia a través del eje; son máquinas que desarrollan potencia, y son receptoras de la energía del fluido. De este tipo son las turbinas, tanto hidráulicas como eólicas, ver la figura 3.5.


Figura 3.5 Turbina hidráulica.

d. Clasificación por la componente de energía fluido-dinámica modificada.
La energía específica, es la energía por unidad de masa, y tiene cuatro...