Máquinas De Desplazamiento Positivo

1. DEFINICIÓN:

Máquina, según el diccionario "es el conjunto de aparatos combinados para recibir cierta forma de energía, transformarla y restituirla en otra forma más adecuada, o para producir un efecto determinado".

Máquina de Fluido corresponde a una máquina del primer tipo, que reciben energía aportada por un fluido y la restituyen en forma de energía mecánica, o bien a la inversa, absorben energía mecánica y con ella incrementan la correspondiente a un fluido.

Pueden definirse también las máquinas de fluidos como aquellas máquinas que utilizan un fluido como elemento intercambiador de energía.

Es preciso advertir que no todas las máquinas que utilizan algún fluido pueden considerarse máquinas de fluidos si no solamente las que los utilizan para intercambiar la energía fundamental de la máquina, por tanto no pertenecen a este grupo aquellas que sólo los utilizan como refrigerante o lubricante.

Pasando al tema de la clasificación de las máquinas de fluidos hay que observar que todas las clasificaciones se realizan siguiendo distintos criterios, unas veces más y otras menos acertados, que conducen a agrupaciones diferentes, más o menos útiles o convenientes; no siendo, en muchos casos excluyentes sino coincidentes.

Un primer criterio de la clasificación de las máquinas de fluidos puede ser atendiendo a la densidad del fluido, es decir a dividirlas en aquellas que funcionan con gases o con líquidos.

Esta clasificación conduce a separar los ventiladores y las turbobombas, y las turbinas hidráulicas y las eólicas que están basadas en los mismos principios de funcionamiento, comportándose el aire en tales casos como si fuera incompresible. Por ello se rechaza este criterio de clasificación. Un criterio alternativo es el grado de compresibilidad del fluido.

Otro criterio, igualmente desaconsejable, es considerar el movimiento del órgano donde se intercambia la energía, clasificando las máquinas de fluidos en alternativas y rotativas, pues se introducen en el mismo grupo máquinas tan dispares como el motor de explosión y la bomba aspirante-impelente, o las turbobombas y las bombas de engranajes, o se separan las bombas alternativas y las rotativas cuyo principio de funcionamiento es idéntico.

Una cuestión que conduce a otra clasificación es el sentido de conversión de la energía: de mecánica en energía del fluido o a la inversa. Esta clasificación que puede parecer más acertada, conduce a tratar conjuntamente las turbinas de gas y las hidráulicas; y los compresores, las bombas y los ventiladores, que aún tienen algunas similitudes, sus diferencias son considerables para poderlas estudiar al mismo tiempo.

Por último, dentro de los criterios aquí rechazados, se encuentra el principio de funcionamiento de la máquina, que si bien a primera vista parece una cuestión fundamental y que indudablemente lo es, se desaconseja por reunir en la misma agrupación el compresor y la bomba alternativa, la turbina hidráulica y la turbina de gas, que aunque tienen conexiones evidentes no son suficientes para estudiarlas conjuntamente, dadas sus respectivas especificaciones.

Dado que anteriormente se ha rechazado el criterio de la densidad del fluido por comportarse los gases en algunos casos como incompresibles, un criterio alternativo es el grado de compresibilidad del fluido. Esto nos lleva a la clasificación definitiva de las máquinas de fluidos atendiendo al comportamiento del fluido como incompresible o compresible.

Máquinas Hidráulicas: son aquellas que utilizan como medio intercambiador de energía un fluido que se comporta como incompresible: bomba hidráulica, ventilador turbina hidráulica, aerogenerador etc.

Máquinas térmicas: son las que utilizan como elemento intercambiador de energía fluidos que se comportan como compresibles, donde los fenómenos termodinámicos tienen una incidencia fundamental: compresor, turbina de gas etc.

2. CLASIFICACIÓN DE MÁQUINAS HIDRÁULICAS.

El primer criterio que aplicaremos por ser el más importante es el que clasifica las máquinas hidráulicas atendiendo a su principio de funcionamiento: se las tienen turbomáquinas, y las máquinas de desplazamiento positivo.

Las Turbomáquinas basan su funcionamiento en el teorema de la cantidad de movimiento, o en el teorema del momento de la cantidad de movimiento, también llamado teorema del momento cinético, que al aplicarlo a estas máquinas se denomina Teorema de Euler o teorema fundamental de las turbomáquinas.

Las máquinas de desplazamiento positivo se fundamentan en el teorema de Pascal, es decir la máquina consigue incrementar la presión en un punto, transmitiéndole la presión hidrostática íntegramente a todo el fluido que se encuentra aguas abajo.

Todas las turbomáquinas disponen de un órgano fundamental que gira sobre su eje, donde se produce el intercambio de energía, que recibe el nombre de rodete o impulsor. Estas máquinas se denominan también rotodinámicas.

Las bombas hidráulicas de desplazamiento positivo consiguen de forma diversa, mediante succión, atrapar el líquido en un pequeño recinto y cerrado éste, lo desplazan hacia otro punto de la máquina sometido a presión donde lo depositan. La presión obtenida por la bomba será la que exista en su salida, es decir depende de la instalación en la que trabaja. Estas máquinas son reversibles, es decir que si se aplica una presión en una parte de la máquina se pueden desplazar los órganos de éste, constituyendo un motor hidráulico.

Las máquinas de desplazamiento positivo, también llamadas volumétricas, se dividen a su vez en máquinas alternativas y rotativas, según que el órgano intercambiador de energía se desplace alternativamente o gire alrededor de un eje. Estas últimas se denominan también rotoestáticas.

Un criterio para clasificar las máquinas hidráulicas que conduce a una división muy importante es el sentido de conversión de energía.

Se denominan máquinas motoras a aquellas que transforman la energía del fluido en movimiento de las máquinas: turbinas hidráulicas y eólicas, motores hidráulicos.

Se llaman máquinas generadoras a aquellas en las que la energía mecánica se transforma en hidráulica: bombas y ventiladores.

Las turbinas hidráulicas o eólicas son las turbomáquinas que transforman la energía hidráulica en mecánica. Reciben agua o aire con una gran cantidad de movimiento y hacen que disminuya, para así generar una fuerza propulsora y con ella un par motor. Este

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