UNIDAD 1 INTORDUCCION A LAS MAQUINAS DE FLUIDS INCMPRESIBLES

UNIDAD TEMAS SUBTEMAS

1 Definición, Clasificación E Importancia 1.1 Definición y clasificación de las maquinas de fluidos incompresibles.

1.2 Definición y clasificación de bombas turbinas y ventiladores

1.3 Importancia de las maquinas de fluidos incompresibles.

2 Principios De Funcionamiento 2.1 Primera forma de la ecuación de Euler

2.2 Triángulos de velocidades

2.3 Segunda forma de la ecuación de Euler

2.4 Grado de reacción

2.5 Velocidad especifica

3 Bombas Rotodinámicas 3.1 Características generales y funcionamiento

3.2 Altura útil

3.3 Perdidas, potencias y rendimientos

3.4 Cavitación y altura de succión

3.5 Leyes de semejanza

3.6 Selección

4 Ventiladores 4.1 Características generales y funcionamiento

4.2 Cálculo de la caída de presión en ventiladores

4.3 Ventiladores centrífugos

4.4 Ventiladores axiales

4.5 Leyes de semejanza

5 Turbinas 5.1 Características generales y funcionamiento

5.2 Turbinas de acción

5.3 Turbinas de reacción

5.4 Triangulo de velocidades

5.5 Altura neta

5.6 Perdidas potencias y rendimientos

5.7 Tubo de aspiración

5.8 Cavitación

5.9 Centrales hidroeléctricas

6 Bombas de desplazamiento positivo 6.1 Características generales y funcionamiento

6.2 Bombas alternativas

6.3 Bombas rotoestáticas

6.4 Deducción de las ecuaciones de caudal

7 Proyecto 7.1 Planteamiento de la necesidad

7.2 Análisis del problema

7.3 Presentación de alternativas

7.4 Resultados

MAQUINAS DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES

OBJETIVOS GENERALES DEL CURSO

• Aplicará el principio de funcionamiento de las maquinas de fluidos incompresibles tales como bombas, turbinas y ventiladores en la solución de problemas relacionados con las turbomáquinas.

• Identificará de la maquinas de fluidos incompresibles sus partes y la función de cada una de ellas para aplicarlo a proyectos de movimiento de fluidos incompresibles y generación de energía hidroeléctrica en el contexto del desarrollo.

UNIDAD I DEFINICIÓN, CLASIFICACIÓN E IMPORTANCIA

Objetivo Educacional

Conocerá y comprenderá las definiciones, criterios de clasificación e importancia en el contexto de las maquinas de fluidos incompresibles

Actividades de Aprendizaje

• Realizar investigación bibliográfica para conocer diferentes criterios de clasificación y definición de las maquinas hidráulicas, denominadas como maquinas de fluidos incompresibles; discutirlos en grupo y arribar a conclusiones sobre la definición y clasificación a usar por el grupo.

• Investigar la manera de utilización de las maquinas de fluidos incompresibles en diferentes lugares como gasolineras, embotelladoras, sistemas de distribución de agua potable, sistemas de fluidos en vehículos, fabricas y demás lugares con manejo de fluidos, con el propósito de exponer en grupos en sesión plenaria el uso e importancia de las maquinas citadas.

• Elaborar reportes de visitas a lugares donde se usen las maquinas de fluidos incompresibles

Subtemas

1.1 Definición y clasificación de las maquinas de fluidos incompresibles.

1.2 Definición y clasificación de bombas turbinas y ventiladores

1.3 Importancia de las maquinas de fluidos incompresibles.

UNIDAD I. DEFINICIÓN, CLASIFICACIÓN E IMPORTANCIA

INTRODUCCION

Las máquinas de fluidos incompresibles se emplean para impulsar toda clases de líquidos como agua, aceites de lubricación, combustibles, ácidos; líquidos alimenticios: como leche, cerveza, entre otros, también se utilizan para aprovechar la energía hidráulica de fluidos para transformarla y mover a los generadores de energía eléctrica, así como para aprovechar la energía mecánica y transformarla en energía de presión mediante la utilización de los gases.

1.1 DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES.

En una máquina hidráulica, un fluido intercambia energía con un dispositivo mecánico de revolución que gira alrededor de su eje de simetría; éste mecanismo lleva una o varias ruedas, (rodetes o rotores), provistas de álabes, de forma que entre ellos existen unos espacios libres o canales, por los que circula el fluido. Por esta razón se definen de la siguiente manera:

Máquina de fluido incompresible (máquina hidráulica): es todo dispositivo que tiene la capacidad de convertir energía hidráulica en energía mecánica y viceversa. En el primer caso, las máquinas son motrices (turbinas) y en el segundo caso son generatrices (bombas).

Clasificación de las maquinas de fluidos incompresibles

Una primera clasificación de las máquinas de fluido incompresible, se puede hacer con arreglo a la función que desempeñan, en la forma siguiente:

a) Máquinas motrices, que recogen la energía cedida por el fluido que las atraviesa, y la transforman en mecánica, pudiendo ser de dos tipos:

Dinámicas o cinéticas, Turbinas y ruedas hidráulicas estáticas o de presión, Celulares (paletas), de engranajes, helicoidales, entre otras.

b) Máquinas generatrices, que aumentan la energía del fluido que las atraviesa bajo forma potencial, (aumento de presión), o cinética; la energía mecánica que consumen es suministrada por un motor, pudiendo ser:

Bombas de álabes, entre las que se encuentran las bombas centrífugas y axiales hélices marinas, cuyo principio es diferente a las anteriores; proporcionan un empuje sobre la carena de un buque

c) Máquinas reversibles, tanto generatrices como motrices, que ejecutan una serie de funciones que quedan aseguradas, mediante un rotor específico, siendo las más importantes:

Grupos turbina-bomba, utilizados en centrales eléctricas de acumulación por bombeo

Grupos Bulbo, utilizados en la explotación de pequeños saltos y centrales mareomotrices

d) Grupos de transmisión o acoplamiento, que son una combinación de máquinas motrices y generatrices, es decir, un acoplamiento (bomba-turbina), alimentadas en circuito cerrado por un fluido, en general aceite; a este grupo pertenecen los cambiadores de par.

Una segunda clasificación se puede hacer en función del principio de funcionamiento, como:

I. Turbomáquinas

II. Máquinas de desplazamiento positivo.

En una turbomaquina, el agua intercambia energía con un dispositivo mecánico de revolución que gira alrededor de su eje de simetría; éste mecanismo lleva una o varias ruedas, (rodetes o rotores), provistas de álabes, de forma que entre ellos existen unos espacios libres o canales, por los que circula el agua. Las máquinas de desplazamiento positivo tienen como principio de operación el principio de desplazamiento positivo: “el principio de desplazamiento positivo consiste en el movimiento de un fluido causado por la disminución del volumen de una cámara.”

Por lo tanto en una máquina de desplazamiento positivo:

El órgano intercambiador de energía no tiene necesariamente movimiento alternativo (émbolo), sino que puede tener movimiento rotativo (rotor). Sin embargo, en las máquinas de desplazamiento positivo tanto alternativas como rotativas, siempre hay una cámara que aumenta de volumen (impulsión). Por eso estas máquinas se llaman máquinas volumétricas. Además si el órgano transmisor de energía tiene movimiento rotativo, la máquina se llama roto estática para distinguirla de la roto dinámica.

El intercambio de energía de fluido en las bombas de D.P. se hace siempre en forma de presión, en contraposición a las turbomáquinas, en que el intercambio de energía se hace con variación de energía cinética.

1.2. DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE BOMBAS, TURBINAS Y VENTILADORES

Cuando las máquinas de fluidos incompresibles transforman energía de un fluido a energía mecánica se les llama turbinas y cuando reciben energía mecánica y la transforman para adicionarle energía a un fluido se les llama bombas. Las turbinas reciben el nombre de máquinas motoras y las bombas el de máquinas generadoras.

Entonces podemos anotar las siguientes definiciones:

VENTILADORES

Es esencialmente una turbo maquina hidráulica generadora para gases dicho de otro modo; “Es una turbomaquina que absorbe energía mecánica

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