Mecanica De Fluidos Incompresibles
Páginas: 13 (3180 palabras)
Publicado: 9 de mayo de 2012
UNIDAD 3
BOMBAS ROTODINAMICAS
3.1 Características generales.
Todas las turbomàquinas están equipadas ya sea con una hélice rotatoria o con paletas rotatorias que cambian la velocidad de flujo y/o la presión dentro del fluido. En este proceso, la màquina realiza trabajo sobre el fluido o este realiza trabajo sobre la màquina.
Màquinas que realizan trabajo sobre los fluidos:
Bombas,ventiladores, sopladores y compresores
Màquinas sobre las que se realiza trabajo: Las turbinas hidráulicas, turbinas de vapor y turbinas de gas.
Las bombas son màquinas que realizan trabajo sobre fluidos incompresibles (líquidos) y las màquinas que realizan trabajo en fluidos compresibles (gases) son: Ventiladores, sopladores, compresores y hélices.
En el curso vamos a ver las característicasde las bombas axiales que son aquellas en donde el flujo es esencialmente paralelo al eje de giro. Tambièn vamos a ver las características de las bombas de flujo radial en donde el fluido se desplaza radialmente hacia fuera de la línea de centro del eje de la bomba.
Bombas de flujo axial
Las bombas de flujo axial están diseñadas de tal modo que el impulsor està encerrado dentro de unacarcaza. La acción de la hélice aplica una fuerza al fluido que produce un cambio de presión entre las secciones de aguas arriba y aguas abajo de la bomba. Como el impulsor tiene la forma de una hélice de 2 a 6 aspas, reciben el nombre de bombas de hélice.
[pic]
Impulsores para bombas axiales
En las bombas axiales la velocidad de arrastre U es la mismaen la entrada que en la salida U1 = U2, en consecuencia no tiene acción centrìfuga. La ganancia en carga de presión se logra solamente por el cambio en magnitud de la velocidad relativa, con resultados desacelerativos de modo que W2 ‹ W1 con el fin de producir un efecto de difusión a lo largo del ducto entre àlabes, y con esto se aumenta la presión.
Las bombas axiales son recomendables paracasos en que se requieren grandes caudales y bajas cargas y a estas les corresponden velocidades especìficas altas.
De las leyes de funcionamiento de las turbomàquinas si N y D velocidad angular y dimensión geométrica respectivamente tienen una variación simultànea, se tiene que:
Q es proporcional a N D3
H es proporcional a N2 D2
P es proporcional a N3 D5
M es proporcional a N2 D5Introduciendo las cantidades que hacen congruentes estas relaciones, se obtienen los coeficientes de funcionamiento adimensionales siguientes:
Coeficiente de capacidad de carga CH = H/ N2 D2
Coeficiengte de capacidad o gasto Cq = Q/ N D3
Coeficiente de potencia CP = P/ρD5 N3
Coeficiente del par o momento CM = M/ρN2D5
Que se utilizan en el análisis de similitud de bombas.
Bombas centrìfugas
En las bombas centrìfugas el fluido que sale del tubo de admisión entra a la bomba por el ojo del impulsor y luego se mueve hacia afuera entre las paletas del impulsor a su borde, en seguida el fluido entra a la carcaza de la bomba y luego al tubo de descarga.
El principio de funcionamiento de las bombas deflujo radial es diferente al de la bomba axial, donde el cambio de presión resulta en gran parte por la acción giratoria (la presión aumenta hacia afuera) producida por el impulsor giratorio. La presión de la bomba radial va aumentando cuando el flujo de alta velocidad que sale del impulsor se reduce en la sección de expansión de la carcaza.
Nota: Aun cuando los diseños básicos de las bombasde flujo radial y axial no son los mismos, los coeficientes de funcionamiento son vàlidos para los dos tipos.
3.2 Altura útil
Altura útil H es la altura que imparte el rodete o la altura teórica, Hu, menos las pérdidas en el interior de la bomba.
H = Hu – pérd int.
Si escribimos la ecuación de Bernoulli entre las secciones E y S de la figura 3.6
PE /ρg + zE + VE/2g + H = pS /ρg +...
BOMBAS ROTODINAMICAS
3.1 Características generales.
Todas las turbomàquinas están equipadas ya sea con una hélice rotatoria o con paletas rotatorias que cambian la velocidad de flujo y/o la presión dentro del fluido. En este proceso, la màquina realiza trabajo sobre el fluido o este realiza trabajo sobre la màquina.
Màquinas que realizan trabajo sobre los fluidos:
Bombas,ventiladores, sopladores y compresores
Màquinas sobre las que se realiza trabajo: Las turbinas hidráulicas, turbinas de vapor y turbinas de gas.
Las bombas son màquinas que realizan trabajo sobre fluidos incompresibles (líquidos) y las màquinas que realizan trabajo en fluidos compresibles (gases) son: Ventiladores, sopladores, compresores y hélices.
En el curso vamos a ver las característicasde las bombas axiales que son aquellas en donde el flujo es esencialmente paralelo al eje de giro. Tambièn vamos a ver las características de las bombas de flujo radial en donde el fluido se desplaza radialmente hacia fuera de la línea de centro del eje de la bomba.
Bombas de flujo axial
Las bombas de flujo axial están diseñadas de tal modo que el impulsor està encerrado dentro de unacarcaza. La acción de la hélice aplica una fuerza al fluido que produce un cambio de presión entre las secciones de aguas arriba y aguas abajo de la bomba. Como el impulsor tiene la forma de una hélice de 2 a 6 aspas, reciben el nombre de bombas de hélice.
[pic]
Impulsores para bombas axiales
En las bombas axiales la velocidad de arrastre U es la mismaen la entrada que en la salida U1 = U2, en consecuencia no tiene acción centrìfuga. La ganancia en carga de presión se logra solamente por el cambio en magnitud de la velocidad relativa, con resultados desacelerativos de modo que W2 ‹ W1 con el fin de producir un efecto de difusión a lo largo del ducto entre àlabes, y con esto se aumenta la presión.
Las bombas axiales son recomendables paracasos en que se requieren grandes caudales y bajas cargas y a estas les corresponden velocidades especìficas altas.
De las leyes de funcionamiento de las turbomàquinas si N y D velocidad angular y dimensión geométrica respectivamente tienen una variación simultànea, se tiene que:
Q es proporcional a N D3
H es proporcional a N2 D2
P es proporcional a N3 D5
M es proporcional a N2 D5Introduciendo las cantidades que hacen congruentes estas relaciones, se obtienen los coeficientes de funcionamiento adimensionales siguientes:
Coeficiente de capacidad de carga CH = H/ N2 D2
Coeficiengte de capacidad o gasto Cq = Q/ N D3
Coeficiente de potencia CP = P/ρD5 N3
Coeficiente del par o momento CM = M/ρN2D5
Que se utilizan en el análisis de similitud de bombas.
Bombas centrìfugas
En las bombas centrìfugas el fluido que sale del tubo de admisión entra a la bomba por el ojo del impulsor y luego se mueve hacia afuera entre las paletas del impulsor a su borde, en seguida el fluido entra a la carcaza de la bomba y luego al tubo de descarga.
El principio de funcionamiento de las bombas deflujo radial es diferente al de la bomba axial, donde el cambio de presión resulta en gran parte por la acción giratoria (la presión aumenta hacia afuera) producida por el impulsor giratorio. La presión de la bomba radial va aumentando cuando el flujo de alta velocidad que sale del impulsor se reduce en la sección de expansión de la carcaza.
Nota: Aun cuando los diseños básicos de las bombasde flujo radial y axial no son los mismos, los coeficientes de funcionamiento son vàlidos para los dos tipos.
3.2 Altura útil
Altura útil H es la altura que imparte el rodete o la altura teórica, Hu, menos las pérdidas en el interior de la bomba.
H = Hu – pérd int.
Si escribimos la ecuación de Bernoulli entre las secciones E y S de la figura 3.6
PE /ρg + zE + VE/2g + H = pS /ρg +...
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