Mecanica De Fluidos

TURBOMÁQUINAS

1. Introducción a las máquinas de fluidos. 2. Transferencia de energía en turbomáquinas. Ecuación de Euler. 3. Pérdidas en turbomáquinas. 4. Curvas características. 5. Catálogos industriales de bombas. 6. Acoplamiento de bombas en circuitos. 7. Cavitación en bombas. 8. Análisis dimensional aplicado a turbomáquinas. 9. Regulación del punto de funcionamiento de un circuito.Bibliografía. Anexo I. Catálogo de bombas.

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IB

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1. Introducción a las máquinas de fluidos.
1.1. Definición de máquinas de fluidos.

Las máquinas de fluidos son dispositivos mecánicos diseñados para conseguir un intercambio energético entre un fluido y un eje de rotación.

1.2. Clasificación de las máquinas defluidos. Las máquinas de fluidos pueden clasificarse según el sentido de transferencia de energía: GENERADORAS: RECEPTORAS: Aumentan la energía del fluido: bombas, ventiladores, compresores, hélices Extraen energía del fluido: turbinas hidráulicas, aerogeneradores, motores hidráulicos

Además, las máquinas de fluidos pueden clasificarse según el principio de funcionamiento: MÁQUINAS VOLUMÉTRICAS O DEDESPLAZAMIENTO POSITIVO (Fig. 1):

-Apenas son sensibles a variaciones de viscosidad (Fig. 3).

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-Su rango de caudal es estrecho (Fig. 3).

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IB

-Suministran presiones altas.

R

O

SP

-Suministran caudales moderados.

D

F1 .b

lo

-Suministran un caudal fluctuante (se abre una cavidad, el fluido entra, la cavidad se cierra y desplaza el fluido hacia lasalida).

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MÁQUINAS ROTODINÁMICAS O TURBOMÁQUINAS (Fig. 2):

-El fluido atraviesa de forma continua el rodete (elemento giratorio) sin verse obstruido en ningún momento, modificándose la cantidad de movimiento del fluido. -El flujo es más continuo. -Muy sensibles a variaciones de viscosidad (Fig. 3). -Suministran caudales altos.

po

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-Desplazan un volumen confinado defluido, comprimiéndolo o dando lugar a su expansión, pero trabajando con dicho volumen de forma independiente al resto del fluido.

Fig. 1. Máquina de desplazamiento positivo. (Bomba de engranajes externos)

Carcasa
-Suministran presiones bajas y moderadas. -Su rango de caudal es amplio (Fig. 3).

Rodete Voluta
Fig. 2. Turbomáquina. (Bomba centrífuga)

↓μ
Altura

↓μ

Máquina volumétrica↑μ

Turbomáquina

↑μ

Caudal Fig. 3. Curvas características típicas de ambos tipos de máquinas (velocidad de rotación constante).

1.3. Aplicaciones de las máquinas volumétricas. Las aplicaciones de las máquinas volumétricas (utilizadas en las tecnologías oleohidráulica y neumática) son muy numerosas: -Automoción y transporte de cargas: agricultura, carretillas y grúas elevadoras,transporte de cargas, excavación, movimiento de tierras, control y tracción de vehículos. -Aplicaciones industriales: prensas, herramientas de corte, maquinaria de modelado de plásticos, máquinas de mecanizado, maquinaria alimenticia, automatismos y robots, plantas y equipos de minería e industria del acero. -Otras aplicaciones: aplicaciones náuticas (acercamiento de embarcaciones al mar, sistemasauxiliares de lubricación, posicionamiento de los álabes de hélices), aplicaciones de ingeniería civil (puentes levadizos), industria de automoción (tracción, frenos, dirección asistida, transmisión automática), aeroespacial (simuladores de vuelo, movimiento de alerones, tren de aterrizaje, timón), marina (accionamiento y control de los barcos), ingeniería de canales (puentes y compuertas), medicina(articulación de camas de hospital y de salas de operaciones), tiempo libre (parques de atracciones, cines).

1.4. Aplicaciones de las turbomáquinas. Las aplicaciones de las turbomáquinas también son amplias y de gran interés, no sólo en la industria sino en la mayoría de las actividades humanas: -Circuitos de bombeo: Industria petrolera, drenaje y control de avenidas, redes de suministro...