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Transcripción

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2 Las trasparencias son el material de apoyo del profesor para impartir la clase. No son apuntes de la asignatura. Al alumno le pueden servir como guía para recopilar información (libros, ) y elaborar sus propios apuntes En esta presentación se incluye un listado de problemas en el orden en el que se pueden resolver siguiendo el desarrollo de la teoría. Es trabajo del alumno resolverlos y comprobar la solución

3 1.1.- Introducción a las Máquinas idráulicas 1..- Bombas idráulicas Generalidades de las Bombas idráulicas Bombas Centrífugas Bombas Volumétricas 1..- Turbinas idráulicas

4 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas Características Campos de Aplicación Partes Rodetes La Voluta Clasificación Ec. De Euler Curva Característica Cebado Instalación Acoplamiento Potencias, Rendimientos y Pérdidas Cavitación Golpe de Ariete Catálogos de Fabricantes Leyes de Semejanza Número Específico de Revoluciones Influencia del Número de Alabes Punto de Funcionamiento Selección de una Bomba

5 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas Características: El fluido las atraviesa de forma continua Suministran caudales altos Suministran presiones moderadas Su rango de caudal de trabajo es amplio Son de construcción sencilla, no requieren tolerancias estrictas Son compactas y de poco peso No tienen válvulas, no tienen movimientos alternativos silenciosas y con pocas vibraciones Son de fácil tenimiento y de vida prolongada Tiene bajos rendimientos con caudales pequeños No se autoceban (no aspiran cuando tienen aire en su interior)

6 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas Campos de Aplicación Circuitos de bombeo: industriales, redes de suministro urbano, sistemas de riego, Generación de electricidad: centrales hidroeléctricas, centrales térmicas, Sistemas de aire acondicionado y calefacción Circuitos de refrigeración en automoción Electrodomésticos Sistemas de achique Grupos contraincendios ales/detalles-bombas-industriales.php? bombaindustrial=bomba-centrifugas-vogt

7 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas Las Partes son (I): El rodete o impulsor Aspiración Carcasa o voluta, puede incluir un difusor (sistema de álabes fijos) Empaquetaduras y cierres mecánicos

8 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas Las Partes son (I): Corona difusora El rodete o impulsor Aspiración Carcasa o voluta, puede incluir un difusor (sistema de álabes fijos) Empaquetaduras y cierres mecánicos Rodete «Mecánica de Fluidos y Máquinas idráulicas» C. Mataix

9 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas Las Partes son (II): Aspiración: Alabe director Voluta El líquido es aspirado por el ojo del rodete Rodete: Comunica energía cinética al fluido. El flujo pasa de flujo axial a radial Alabes directores: Recoger el fluido y lo envía hacia la voluta sin choques ni turbulencias (opcionales) Rodete Alabe Aspiración Voluta: En ella se transforma la energía cinética del fluido en energía de presión /prod/aurora-pump/product html

10 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas Las Partes son (II): Aspiración: Alabe director Voluta El líquido es aspirado por el ojo del rodete Rodete: Comunica energía cinética al fluido. El flujo pasa de flujo axial a radial Alabes directores: Recoger el fluido y lo envía hacia la voluta sin choques ni turbulencias (opcionales) Rodete Alabe Aspiración Voluta: En ella se transforma la energía cinética del fluido en energía de presión

11 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas Los Rodetes (I): Cerrados: el habitual, mejor rendimiento, posibles problemas de obstrucción Semiabiertos: sin problemas de obstrucción, se emplean con fluidos sucios Abiertos: sin problemas de obstrucción, muy malos rendimientos hidráulicos por fugas internas /Rodete-para-una-bomba-de-trasiegode-barbotina Doble aspiración: compensa esfuerzos axiales, para grandes caudales 10 rodete-refrigeracion.html

12 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas Los Rodetes (II): Cerrados: Si se emplean con fluidos sucios suelen tener sólo dos álabes de cantos redondeados

13 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas Los Rodetes (II): Abiertos: Existen algunos diseños especiales; por ejemplo, rodetes para el trasiego de pescado desde la bodega del barco a la planta de tratamiento.

14 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Voluta: Espiral Doble Difusor Reduce los esfuerzos radiales

15 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas Clasificación por (I): Forma del rodete La dirección del flujo Radiales Axiales Radioaxial o mixta Flujo a la entrada Aspiración simple Aspiración doble Separación bomba-motor Rotor seco (mejor rendimiento) Rotor húmedo (menos ruido, menos tenimiento, sólo para circuitos cerrados) Número de rodetes Una etapa Multicelulares, multifase o multietapa Posición del eje orizontal Vertical Inclinado

16 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas Clasificación por (II): Presión suministrada Baja Media Alta Ubicación Sumergible Pozo profundo Construcción Partida

17 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (I): C U W W C 1ª Ec. EULER G.. u c u u g 1 c 1u C 1 1 C 1u C 1m C C u Si 1 =90º c 1u = 0 max C m C W Max u U c g u r r U 1 W 1 C 1 U u c u w u tg w w m u cotg w w u m c u u w u w u w m cotg w m c m c u u c m cotg u Max u c m cotg g u u c m cotg g g

18 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas Marca el comportamiento de las Bombas (Generadores idráulicos) La Ec. de Euler para Bombas: g u c c u u 1 1 u g w w g c c g u u La es la altura suministrada por el rodete, pero en el interior de la bomba existen pérdidas, De este modo la altura útil o ométrica, es: Aplicando Bernoulli entre la entrada y salida de la bomba se tiene: intb L S S S E E E p g v z p g v z per ext aña p g V z p g V z E S E S E S p p g v g v z z En la práctica: z S v S E E S p p

19 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (I): C U W W C 1ª Ec. EULER G.. u c u u g 1 c 1u C 1 1 C 1u C 1m C C u C m C W U r 1 r 1 1 W 1 C 1 U U 1 Si 1 =90º c 1u = 0 max Max Caudal, u c g u Q c A m Si = 90º c u = 0 = 0 Si = 0 c m = 0 Q = 0 C u da presión C m da caudal

20 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (II): W C Max u g c m u g cotg El Caudal impulsado realmente es: Caudal, A A Q k 1 C1m A1 k Cm A 1 r1 anchorodete r anchorodete C 1 1 C 1u C 1m k 1 y k dependen del espacio ocupado por los álabes del rodete en la entrada y salida respectivamente C C u C m r r U 1 W 1 C 1 U Max u Q u cotg Siendo: u. g, k, A, y ctes Max A B Q g k A g C m A B cotg k A g u g u

21 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (III): Max A B Q A B cotg k A g u g u W C t > 90º r W 1 U = 90º r C 1 A < 90º Típico en las Bombas Centrífugas U 1 Q geom imp L-tub asp La Curva Característica relaciona con Q ométrica

22 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (IV): Max A B Q B cotg k A g u A g u t A > 90º < 90º = 90º La Curva Característica relaciona con Q ométrica son de dos tipos: Rozamiento líquido álabes L-fric Choques por Q nominal 1 Q Q L-choq Q - Q nom L-interiores 1 Q Q Q nom Q Q 1 Q Q Q Qn Q n A B Q Q Q

23 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (V): Max A B Q ométrica geom util Euler imp asp L-tub Q Q A B Q Q Q a b Q c Q Curva Ideal Q

24 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (V): Max A B Q ométrica geom util Euler imp asp L-tub Q Q A B Q Q Q a b Q c Q Curva Ideal Q Fugas Q

25 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (V): Max A B Q ométrica geom util Euler imp asp L-tub Q Q A B Q Q Q a b Q c Q Curva Ideal Q Fugas Q

26 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (V): Max A B Q ométrica geom util Euler imp asp L-tub Q Q A B Q Q Q a b Q c Q Curva Ideal P. por fugas El esquema es ilustrativo del fenómeno, no es una representación a escala Q

27 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (V): Max A B Q ométrica geom util Euler imp asp L-tub Q Q A B Q Q Q a b Q c Q Curva Ideal P. por fugas - P. por recirculación El esquema es ilustrativo del fenómeno, no es una representación a escala Q

28 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (V): Max A B Q ométrica geom util Euler imp asp L-tub Q Q A B Q Q Q a b Q c Q Curva Ideal P. por fugas P. por fricción - P. por recirculación Q opt Q

29 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (V): Max A B Q ométrica geom util Euler imp asp L-tub Q Q A B Q Q Q a b Q c Q Curva Ideal P. por fugas P. por fricción - P. por recirculación a restar Q opt Q

30 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (V): Max A B Q ométrica geom util Euler imp asp L-tub Q Q A B Q Q Q a b Q c Q Curva Ideal P. por fugas - P. por recirculación - Resta por fricción Q opt Q

31 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (V): Max A B Q ométrica geom util Euler imp asp L-tub Q Q A B Q Q Q a b Q c Q Curva Ideal P. por choque y turbulencia P. por fugas - P. por recirculación - Resta por fricción Q opt Q

32 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (V): Max A B Q ométrica geom util Euler imp asp L-tub Q Q A B Q Q Q a b Q c Q Curva Ideal P. por choque y turbulencia P. por fugas - P. por recirculación - a restar por fricción Q opt a restar por choque a restar por turbulencia Q

33 1..- Bombas idráulicas Bombas Centrífugas La Curva Característica (V): Max A B Q ométrica geom util Euler imp asp L-tub Q Q A B Q Q Q a b Q c Q Curva Ideal a restar por choque - Curva real P. por fugas - P. por recirculación - - a restar por fricción Q opt a restar por turbulencia Q