Características de rendimiento para máquinas de alta velocidad

2.5 Características de rendimiento para máquinas de alta velocidad

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FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRICA[pic 3][pic 4]

“traducción del libro Dixon S.L., Hall C. A. Mecánica de Fluidos y Termodinámica de Turbomaquinaria (6edición)”

Pág. N° 33-50

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ASIGNATURA             :   TURBOMAQUINAS

DOCENTE        :        ING. TAPIA ASENJO ROBINSON

INTEGRANTES        :        LEYVA REGALADO DERLYN

                                                        DELGADO SOBERON JOHANN

                                                        AVALOS PINTADO EDIN

        FLORES ZELADA ILVIN

                                                        RUBIO SANCHEZ JAMERLY

CICLO        :        2013-II

LAMBAYEQUE, ABRIL DEL 2014

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FIGURA 2.3              [pic 8]

La extrapolación de las curvas características para Condiciones dinámicamente similares a N = 3500 rpm

Dentro del rango normal de funcionamiento de esta bomba, 0,03 < Q / (N ) < 0,06, muy poca dispersión sistemática es evidente, lo que podría estar asociado con un efecto de número de Reynolds, para el rango de velocidades 2500 N 5000 rev./min. Para caudales menores, Q / (N) < 0,025, el flujo se convirtió en inestable y la lecturas del manómetro de precisión incierta, pero, sin embargo, las condiciones dinámicamente similares todavía parecen ser verdad. El examen de los resultados en las altas tasas de flujo uno es golpeado por una desviación sistemática marcados fuera de la ley " curva simple " a una velocidad creciente. Este efecto es debido a la cavitación, un fenómeno de alta velocidad de las máquinas hidráulicas causados ​​por la liberación de burbujas de vapor a baja presión, que se discutirá más adelante en este capítulo. Estará claro en esta etapa que bajo un flujo de cavitación condiciones, similitud dinámica no es posible.[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

Los resultados no dimensionales que se muestran en la Figura 2.2 tienen, por supuesto, han obtenido para una bomba en particular. También sería de aproximadamente válida para una gama de diferentes tamaños de la bomba siempre que todas estas bombas son geométricamente similares y cavitación está ausente. Por lo tanto, descuidar cualquier cambio en el rendimiento debido al cambio en el número de Reynolds, los resultados dinámicamente similares en la Figura 2.2 se pueden aplicar a predecir el rendimiento dimensional de una bomba dada para una serie de velocidades requeridas. La Figura 2.3 muestra una presentación de tales dimensiones. Será claro de la discusión anterior que el

lugar geométrico de puntos dinámicamente similares en el campo H - Q se encuentra en una parábola Puesto que H varía como N2 y Q varía como N.

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2.4 ANÁLISIS FLUIDO COMPRESIBLE 

Complejidad de las relaciones funcionales obtenidas en comparación con los ya encontrados para fluidos incompresible. Incluso si el fluido es considerado como un gas perfecto, además del fluido utilizado previamente propiedades, se requieren dos características adicionales; estos son , la velocidad de estancamiento de sonido en la entrada a la máquina, y  , la relación de específica calienta Cp / Cν. En el siguiente análisis de los fluidos compresibles en discusión son o bien los gases perfectos o más vapores secos que se aproximan en el comportamiento de un gas perfecto.[pic 14][pic 15]

Se prefiere Otra elección de las variables cuando se producen cambios en la densidad apreciables a través de la máquina. En lugar de la tasa de flujo volumétrico Q, la velocidad de flujo de masa  se utiliza; Asimismo, para el cambio de la cabeza H, el cambio de entalpía de estancamiento isentrópico Δ se emplea. La elección de esta última variable es significativa para, en un proceso ideal y adiabática, Δ es igual al trabajo realizado por unidad de masa de fluido. Puesto que la transferencia de calor de las carcasas de las turbomáquinas es, en general, de magnitud insignificante en comparación con el flujo de energía a través de la máquina, la temperatura en su propia puede ser excluido de forma segura como una variable de fluido. Sin embargo, la temperatura es una característica fácilmente observable y, para un gas perfecto, se puede introducir fácilmente por medio de la ecuación de estado, p / ρ = RT.[pic 16][pic 17][pic 18]

El rendimiento de los parámetros Δ, η, y P, para una turbomáquina el manejo de un flujo compresible, se puede expresar funcionalmente como:[pic 19]

Δ, η, P =(μ,  N, D, ,  , , )                                              (2.5)[pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25]

Debido  y el cambio  a través de una turbomáquina, se seleccionan los valores de estas variables de fluido en la entrada, denotado por el subíndice 1. La ecuación (2.5) expresa tres relaciones funcionales separados, cada uno de los cuales consiste en ocho variables. Una vez más, la selección de , N y D como factores comunes, cada una de estas tres relaciones se pueden reducir a cinco grupos adimensionales:[pic 26][pic 27][pic 28]

                             (2.6a)[pic 29]

El grupo ND /  puede ser considerado como un número de Mach cuchilla porque ND es proporcional a la velocidad de la hoja. Desde este aparece como una variable independiente en el lado derecho de la ecuación, se puede utilizar para volver a escribir las relaciones anteriores en términos de la velocidad de estancamiento de entrada de sonido :[pic 30][pic 31]

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Para una máquina de manipulación de un gas perfecto un conjunto diferente de relaciones funcionales suele ser más útil. Estos se pueden encontrar ya sea mediante la selección de las variables apropiadas para un gas perfecto y de trabajo a través de nuevo a partir de primeros principios o, por medio de algunas transformaciones más bien sencillas, reescribir la ecuación. (2.6b) para dar a los grupos más adecuados. Se prefiere el último procedimiento aquí, ya que proporciona un ejercicio útil. Como ejemplo, consideremos una manipulación de un gas perfecto compresor adiabático. El isentrópico aumento entalpía de estancamiento se puede escribir como () para un gas perfecto. Como se muestra en el capítulo 1, la relación isentrópico entre temperatura y presión viene dada por:[pic 33][pic 34]

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