Turbomaquinas

Turbomáquinas Hidráulicas

Mg. Amancio R. Rojas Flores
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Turbomáquinas Hidráulicas Son equipos que transforman energía por medio de un fluido, que para nuestros fines será el agua. Sin embargo, pueden ser utilizados otros fluidos, tales como aceite, y en general, derivados del petróleo, bajo la consideración de incompresibles. Para el estudio de las Máquinas Hidráulicas haremos lassiguientes suposiciones •el agua es incompresible. •la temperatura es constante. •el flujo es uniforme. Para los fines prácticos consideraremos a las Máquinas Hidráulicas como equipos que transforman dos tipos de energía: energía mecánica. energía hidráulica
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Caracterización de las maquinas hidráulicas
Las máquinas que absorben energía del exterior. Esta energía puede ser visualizada como energíamecánica (potencia en el eje). Esta energía absorbida por la máquina es transformada en energía del fluido (energía hidráulica). Pertenecen a este grupo las Bombas y Ventiladores. Desde el punto de vista de la energía hidráulica, a las bombas (ventiladores) se les denomina Máquinas Generadoras. Las máquinas que entregan energía al exterior. A este grupo pertenecen las Turbinas, las cualestransforman la energía del fluido (hidráulica) en energía mecánica (en el eje). Desde el punto de vista de la energía hidráulica a este grupo se les denomina Máquinas Motoras.

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TRIANGULOS DE VELOCIDADES: NOTACION INTERNACIONAL Las ecuaciones vectoriales :

C1 = u1 + w1

→

C2 = u2 + w2

→

se representan mediante dos triángulos, que se llaman triángulo de entrada y triángulo de salida,respectivamente
En dichos triángulos: U1 : velocidad absoluta del álabe a la entrada o velocidad periférica a la entrada; C1 : velocidad absoluta del fluido a la entrada; W1 : velocidad relativa a la entrada (del fluido con respecto al álabe) C1m : componente meridional de la velocidad absoluta del fluido a la entrada C1u : componente periférica de la velocidad absoluta del fluido a la entrada α1: ángulo que forman las dos velocidades c1 y u1 β1 : ángulo que forma u1 con w1 Lo mismo en el triangulo de salida, sustituyendo el índice 1 por 2
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Fig. Triángulos de velocidad de entrada y salida de los alabes de un rodete con la notación internacional para ángulos, velocidades y componentes de velocidades, corrientemente empleada en el estudio de todas las turbomáquinas

5IMPORTANCIA DE LA ECUACIÓN DE EULER

La ecuación de Euler es la ecuación fundamental para el estudio de las turbomáquinas, tanto de las turbomáquinas hidráulicas, como de las turbomáquinas térmicas. Constituye, pues, la ecuación básica tanto para el estudio de las bombas, ventiladores, turbinas hidráulicas (turbomáquinas hidráulicas) como para el estudio de los turbocompresores, turbinas de vapor yturbinas de gas (turbomáquínas térmicas) Es la ecuación que expresa la energía intercambiada en el rodete de todas estas máquinas.

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PLANOS DE REPRESENTACIÓN DE UNA TURBOMÁQUINA

FIG. 2. Rodete de una bomba centrífuga.
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DEDUCCIÓN DE LA ECUACIÓN DE EULER A PARTIR DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA En la deducción de la ecuación de Euler se supone que todas las partículas de fluido que entran en losálabes sufren una misma desviación. (Método unidimensional de estudio.) Esta deducción se hará con relación a la misma Fig. 2, que representa, el rodete de una bomba centrífuga (o de un ventilador centrífugo que esencialmente sólo se diferencia de una bomba en que el fluido bombeado no es líquido, sino gas; pero todo el razonamiento y por tanto la fórmula de Euler deducida mediante él, será válidopara todas las turbomáquinas. Supondremos que la bomba funciona en régimen permanente y que al girar crea una depresión en el rodete penetrando el fluido en el interior de la bomba. Sea C1 la velocidad absoluta de una partícula de fluido a la entrada de un álabe (punto 1 en la fig.). El rodete accionado por el motor de la bomba gira a una velocidad n, rpm.

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En el punto 1 el rodete tiene...