DEFINICIÓN Y CLASIFICACION DE LAS MÁQUINAS DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES

1.1 DEFINICIÓN DE LAS MÁQUINAS DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES. 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).

1.1.1 Clasificación De Las Máquinas 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, etc. 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 maremotrices 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 como:

clasificación se puede hacer en función del principio de funcionamiento,

a) Turbomáquinas b) Máquinas de desplazamiento positivo

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En una turbomáquina, 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 rotoestática para distinguirla de las rotodinámicas. 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 VENTILADORES.

Y

CLASIFICACIÓN

DE

BOMBAS,

TURBINAS

Y

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.

1.2.1 BOMBA Una bomba es un dispositivo que tiene la capacidad de recibir energía mecánica y transformarla para proporcionarle energía a un fluido, a esta última se le llama energía hidráulica. Una bomba hidráulica es un dispositivo tal, que recibiendo energía mecánica de una fuente exterior, la transforma en una energía de presión transmisible de un lugar a otro de un sistema hidráulico a través de un líquido cuyas moléculas estén sometidas precisamente a esa presión.

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Se dice que una bomba es de desplazamiento negativo cuando su órgano propulsor no contiene elementos móviles; es decir, que es de una sola pieza, o de varias ensambladas en una sola. Otra definición para aclarar los términos dice que las bombas de desplazamiento negativo son las que desplazan una cantidad variable de líquido dependiendo de la presión del sistema. A mayor presión menor cantidad de líquido desplazará. A este caso pertenecen las bombas centrífugas, cuyo elemento propulsor es el rodete giratorio. En este tipo de bombas, se transforma la energía mecánica recibida en energía hidro-cinética imprimiendo a las partículas cambios en la proyección de sus trayectorias.

1.2.1.1 CLASIFICACIÓN DE BOMBAS Tamaño. El tamaño nominal de una bomba centrifuga se determina generalmente por el diámetro interior de la brida de descarga. Sentido de rotación. a) En el sentido de las manecillas del reloj. b) En el sentido contrario de las manecillas del reloj.

Clasificación de las bombas por el tipo de material de sus partes. Otros materiales: porcelana, vidrio, hules, etc.

Clasificación de las bombas por el tipo de succión. a) b) c) d) e)

Simple succión. Doble succión (ambos lados del impulsor). Succión negativa (nivel de líquido inferior al de la bomba). Succión positiva (nivel de líquido superior al de la bomba). Succión a presión.

Clasificación de las bombas por su dirección de flujo. a) Radial. b) Mixto. c) Axial. Tipo de succión: simple succión, doble succión. Formas de las aspas: aspas curvas radiales, aspas tipo Francis, aspas para flujo mixto, aspas tipo propela.

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Dirección del flujo: radial, axial, mixto. Construcción mecánica: abierto, semiabierto, mecánico. Velocidad específica: baja, media, alta. Estoperos, empaques y sellos. La función es evitar el flujo hacia afuera, del líquido bombeado a través del orificio por donde pasa la flecha de la bomba, y el flujo de aire hacia el interior de la bomba. Flechas. Es el eje de todos los elementos que giran en ella, transmitiendo además el movimiento que le imparte la flecha del motor. Cojinetes. Su función es soportar la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación con las partes estacionarias. Bases. Soporte de baleros, soporte de toda la bomba, soporte del grupo bomba-motor.

1.2.2 TURBINA Una turbina es un dispositivo que tiene la capacidad de recibir energía de un fluido (energía hidráulica) y transformarla en energía de movimiento o energía mecánica. Es el nombre genérico que se da a la mayoría de las turbomáquinas motoras. Éstas son máquinas de fluido, a través de las cuales pasa un fluido en forma continua y este le entrega su energía a través de un rodete con paletas o álabes. Es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas. Los elementos constitutivos de una turbina son: 1-. Canal de llegada (lámina libre) o tubería forzada (flujo a presión). 2-. Caja Espiral: transforma presión en velocidad. 3-. Distribuidor 4-. Rodete. 5-. Tubo de aspiración

1.2.2.1 CLASIFICACION DE LAS TURBINAS 1-. Turbinas de Impulso o Acción: Pelton, Laval, Curtiss, etc. 2-. Turbinas de Reacción: Francis, Dériaz, Hélice y Kaplan.

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1.2.3 VENTILADOR Un ventilador es un dispositivo que tiene la capacidad de recibir energía mecánica y transformarla para proporcionarle energía a un fluido en forma de presión. Entonces podemos decir: Un ventilador es la turbomáquina que absorbe energía mecánica y restituye energía a un gas comunicándole un incremento de presión menor de 1000 milímetros columna de agua. Otra forma de definirlo: Se denomina ventilador cuando la presión que proporciona se eleva hasta unas 2 psi. CLASIFICACION LOS VENTILADORES 1. Ventilador de hélice. 2. Ventilador axial 3. Ventilador centrífugo

1.3 IMPORTANCIA DE LAS MÁQUINAS DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES. La importancia de las máquinas de fluido incompresible es que se puede encontrar en cualquier lugar en forma de sus turbomáquinas hidráulicas, como la bomba, la turbina y el ventilador, los cuales son muy importantes en el uso diario tanto en la vida doméstica como en la vida industrial principalmente ya que cualquiera de estas turbomáquinas desarrollan trabajos diferentes, y en sus aplicaciones se puede notar que es así. En estas el fluido de trabajo pude ser un líquido (comúnmente agua, aunque para el caso de las bombas de líquido la variedad de fluidos es muy grande) o un gas o vapor. En general he aquí un poco más de la importancia de las máquinas de fluido incompresibles. Las máquinas de fluidos incompresibles son de suma importancia en la industria, en salud, en investigación, entre otros; en la actualidad contamos con una gran variedad de máquinas para desempeñarse en distintas aplicaciones Las turbo máquinas son muy importantes ya que estas están presentes en la vida cotidiana, desde lo que es un simple ventilador y las bombas centrifugas que se usan comúnmente, así como grandes turbinas de las centrales hidroeléctricas. Estas turbo máquinas también son importantes por su funcionamiento porque aparte de convertir la energía, trabaja de una forma continua la transferencia de energía entre la máquina y el fluido como es el caso de la bomba y el ventilador, cosa que no lo hace cualquier máquina. A semejanza de otras máquinas las turbo máquinas son esencialmente transformadoras de energía, y de movimiento rotativo. Las turbomáquinas han progresado en los últimos años esto debido al gran interés del flujo que los atraviesa y las características de ellos, para el estudio de estas máquinas intervienen variables básicas, que son las geométricas, relativas al fluido de trabajo, fluido dinámica y mecánica. Las turbomáquina se clasifican en tres partes muy importantes: Los ventiladores es una turbo maquina muy importante ya que absorbe energía mecánica y la transfiere a gas, como consiguiente se utilizan como intercambiadores de calor con la finalidad de aumentar la transferencia de calor entre los fluidos que interactúan. Su uso que nosotros les damos es más bien en los refrigeradores, calentadores, etc. Las turbinas son importantes porque convierten la energía de una corriente de agua, vapor de agua o 5

gas en energía mecánica, por lo cual al tener ya este tipo de energía la turbina produce una fuerza capaz de mover cualquier máquina, hélice, etc. por lo tanto estas turbinas son muy utilizadas en las hidroeléctricas e industrias grandes. En la industria minera se emplean también turbo maquinas en la utilización de ventiladores de gran tamaño para ventilación y extracción de gases que se generan en el interior de la mina, se usan para poder hacer minas de gran profundidad y sin tener problemas de respiración, tiempos anteriores no se usaban estos ventiladores por lo cual quedaban minas sin aprovechar al máximo. La importancia de las máquinas de flujo incomprensible o bien turbo máquinas es que las usamos en todo tipo de actividad y son esenciales en nuestra vida diaria, el uso de estas máquinas son de gran importancia para la actualidad por lo cual es importante conocer su principal funcionamiento y medio en el cual funcionan, en estos días se siguen diseñando nuevos modelos con nuevas mejoras en su eficiencia, estas se pueden encontrar en todos los lugares donde se necesiten trabajos difíciles y que necesitan movimientos de grandes cantidades de fluidos, con eso ya tenemos el conocimiento necesario para poder seleccionar alguna de estas turbomáquinas según el empleo que les queramos darle.

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