Mecanica

BOMBAS AXIALES.
No utilizan las fuerzas centrifugas. Los alabes del rotor se comportan más como las alas de los aeroplanos (fig. 14-47), ya que se genera una fuerza de sustentación con el cambio de la cantidad de movimiento del fluido cuando giran los alabes. El rotor de un helicóptero, por ejemplo es un tipo de bomba axial.

Figura.

La fuerza de sustentación sobre el alabe la causan lasdiferencias de presión entre las superficies superiores o inferiores del alabe, y el cambio en la reacción del flujo crea un torbellino descendente a través del plano del rotor.
El ventilador de ventana común que se encuentra en las ventanas de las recamaras opera en verán según los mismos principios, pero el objetivo es que fluya aire y no el ejercer una fuerza.
El pequeño ventilador paraenfriar que se encuentra dentro de las computadoras es un ejemplo de ventilador de flujo axial, se parece a un ventilador para las ventajas, pero en miniatura y es un ejemplo de ventilador de flujo axial.
Si se observa bien un alabe de la hélice del aeroplano que se ilustra en la figura 14,49(a) , un alabe del rotor de un helicóptero, un alabe de la hélice de un modelo de aeroplano controlado porradio o hasta un alabe dentro de un ventilador de ventana debidamente diseñado, se ve que la superficie esta torcida. En particular, el perfil del alabe en un corte transversal cerca de la raíz o la base del alabe esta a un ángulo de inclinación (ɵ) mayor que el perfil en su sección transversal cerca de la punta
Figura 14,50

la razón es que la velocidad tangencial del alabe se incrementa enforma lineal con el radio

Entonces a un radio determinado, la velocidad de aire relativa con respecto al alabe en la primera aproximación se estima como la suma vectorial de la velocidad del viento y la velocidad del alabe opuesta:
=---------(14,27)
Donde la magnitud es igual a la velocidad tangencial del alabe , de acuerdo con la ecuación 14,26 la dirección de es tangencial a latrayectoria rotacional del alabe. En la posición del alabe que se muestra en la figura anterior está a la izquierda.
En la figura anterior se calcula por un método grafico por medio de la ecuación 14,27 con 2 radios, el radio en la base y el radio en la punta del alabe del rotor que se ve en la figura anterior. Como se puede ver, el ángulo relativo de ataque es el mismo en cualquier caso. Enrealidad la cantidad de deformación por torsión está determinada cuando se establece el ángulo de inclinación tal que es igual en cualquier radio.
La magnitud de la velocidad relativa aumenta desde la base hasta la punta. Se dice entonces que la presión dinámica que encuentran los cortes transversales del alabe se incrementan con el radio, y la fuerza de sustentación por unidad de ancho normal alplano de la figura 14,51.Tambien se incrementan con el radio.

Figura 14,51

Las hélices tienden a ser más angostas en el alabe y más amplias hacia la punta, con el objetivo de aprovechar la mayor contribución de la fuerza de sustentación de la región más cercana de la punta. Sin embargo el alabe esta redondeado exactamente en la punta para evitar exesiva fuerza de arrastre inducida que existirási el alabe estuviera cortado en forma aguda fig 14,50
La ec. 14,27 no es exacta por varias razones primero el movimiento de rotación del rotor impone un movimiento giratorio al flujo de aire fig 14,52.

fig 14,52.

Esto reduce la velocidad tangencial efectiva del alabe relativa con respecto al viento. Segundo puesto que la base del rotor es de tamaño finito, el aire se acelera alrededor deél, con lo que aumenta localmente la velocidad del aire en los cortes transversales del alabe cercanos a la base. Tercero, el eje del rotor o la hélice podría no estar alineado exactamente paralelo al viento, para concluir la velocidad del viento se acelera cuando se aproxima al rotor que está girando

En la figura 14,56 se grafican las curvas cualitativas de rendimiento de una hélice típica....