CLASIFICACION y DEDINICION DE LAS TURBOMAQUINAS. OBJETIVO Clasificar, definir y conocer los fundamentos de las Turbomáquinas.

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ESCUELA DE INGENIERIA EN ENERGIA CURSO: TURBOMAQUINAS VII CICLO SEMANA 1 CLASIFICACION y DEDINICION DE LAS TURBOMAQUINAS OBJETIVO Clasificar, definir y conocer los fundamentos de las Turbomáquinas. BIBLIOGRAFIA MATAIX, Claudio Editorial Harla Mecánica de fluidos y Máquinas hidráulicas. 26/02/2013 Ing. César L. Lopez Aguilar

2 Se denominan máquinas de fluido aquellas que tienen como función principal intercambiar energía con un fluido que las atraviesa. Este intercambio implica directamente una transformación de energía. Si la máquina trabaja con un fluido incompresible se le denomina Máquina Hidráulica. Si la máquina trabaja con un fluido compresible se le denomina Máquina Térmica 26/02/2013 Ing. César L. Lopez Aguilar

3 En el tanque 1, hay un fluido, se desea elevarlo a otro nivel. Entonces hay que suministrarle energía. En la segunda figura.. 26/02/2013 Ing. César L. Lopez Aguilar

4 El Elemento principal para clasificar una Máquina hidráulica es el rodete, el cual intercambia la energía mecánica en energía de fluido o viceversa. Para el primer caso se le conoce como máquina Generadora y en el segundo caso Maquina Motora. De acuerdo al tipo de movimiento del rodete, las máquinas hidráulicas se clasifican en : 1. MAQUINAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO (Máquinas Volumétricas) 2. TURBOMÁQUINAS (Máquinas de corriente) 26/02/2013 Ing. César L. Lopez Aguilar

5 Para el primer caso, el elemento intercambiador de energía cede energía al fluido o el fluido a él, en forma de energía de presión creada por la variación de volumen. Los cambios de dirección y el valor absoluto de la velocidad del fluido no juegan papel esencial alguno. En las turbomáquinas, los cambios de dirección y el valor absoluto de la velocidad del fluido juegan un papel esencial. En las turbomáquinas, el rodete siempre se mueve en movimiento rotativo, en las máquinas de desplazamiento positivo, el rodete pude moverse tanto como con movimiento alternativo o rotativo 26/02/2013 Ing. César L. Lopez Aguilar

6 BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO 26/02/2013 Ing. César L. Lopez Aguilar 6

7 Rodete turbina de vapor Rodete turbocompresor 7

8 BOMBAS CENTRIFU GAS 8

9 . El principio de funcionamiento de las turbomáquinas es la ecuación de Euler c1 es la velocidad absoluta del fluido a la entrada del álabe u1 = es la velocidad periférica. Esta velocidad está en función a la velocidad del motor, n w1 = c1-u1 (vectorial) Es la velocidad relativa a la entrada, es decir es la velocidad del fluido con respecto a la velocidad del álabe. Esta ecuación Ing. César L.López Aguilar SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA_ ING. EN ENERGIA 9

10 PRIMERA FORMA DE LA ECUACION DE EULER. (Expresión Energética) Yu = ±(u 1 c 1u u 2 c 2u ) m²/s² Ecuación de Euler para bombas, ventiladores, turbocompresores, turbinas hidráulicas, turbinas a vapor, turbinas a gas. Signo + máquinas motoras, signo -, máquinas generadoras. Yu será la energía específica intercambiada entre el rodete y el fluído. En Turbomáquinas hidráulicas se prefiere utilizar la ecuación de Euler en forma de altura. Yu = ±(u 1 c 1u u 2 c 2u )/g m. C 1u = componentes de c 1 y c 2 sobre u 1 y u 2 Ing. César L.López Aguilar SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA_ ING. EN ENERGIA 10

11 SEGUNDA FORMA DE LA ECUACION DE EULER. (Expresión Energética) Yu = ±(u 1 ²- u 2 ² + w 1 ²- w 2 ² + c 1 ²- c 2 ² ) m²/s² SEGUNDA FORMA DE LA ECUACION DE EULER (Expresión de alturas) Yu = ±(u 1 ²- u 2 ² + w 1 ²- w 2 ² + c 1 ²- c 2 ² ) g 2g 2g ALTURA DE PRESION ALTURA DINAMICA m²/s² Ing. César L.López Aguilar SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA_ ING. EN ENERGIA 11

12 . GRADO DE REACCION El grado de reacción de una turbomáquina se refiere a como trabaja el rodete. Por ejemplo, en una bomba se debe distinguir la altura de presión que da la bomba y la altura de presión que da el rodete de la bomba, Hp. La primera es normalmente mayor que Hp, porque la bomba tiene además de un rodete un sistema difusor, que transforma la energía dinámica que da el rodete, Hd, en energía de presión, que sumada a al energía de presión del rodete, constituye la energía de presión que da toda la bomba. σ = Hp/Hu Hu = altura de Euler 0<Hp<Hu caso normal Ing. César L.López Aguilar SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA_ ING. EN ENERGIA 12

13 . CLASIFICACION DE LAS TURBOMAQUINAS SEGÚN LA DIRECCION DEL FLUJO EN EL RODETE -Radial -Axial -Radio-Axial Ing. César L.López Aguilar SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA_ ING. EN ENERGIA 13

14 PRACTICA DOMICILIARIA N Defina con sus propias palabras, que es una Turbomáquina. 2. Cual es la diferencia entre una turbomáquina y una maquina de desplazamiento positivo. 3. Exponga mediante imágenes alguna máquinas hidráulicas y su aplicación industrial. 4. Defina: 4.1 Ventilador de gas 4.2 Bomba Hidrostática 4.3 Turbina Hidráulica 4.4 TurboCompresor 4.5 Turbina a Gas 4.6 Compresor de aire de desplazamiento Ing. César L.López Aguilar SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA_ ING. EN ENERGIA 14

15 5. Completar el cuadro siguiente. A : Es motora o generadora B: Es hidráulica o Térmica C: Es de Desplazamiento o Rotativa D: Fluido MAQUINA DE FLUIDO A B C D VENTILADOR DE HUMOS BOMBA HIDROSTATICA TURBINA HIDRAULICA TURBOCOMPRESOR TURBINA A GAS TURBINAS A VAPOR COMPRESOR DE AIRE TIPO DESPLAZAMIENTO Fecha de presentación, la próxima semana, en PPT. Ing. César L.López Aguilar SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA_ ING. EN ENERGIA 15

16 5. Desarrollar los siguientes ejercicios: y 19.2, pag. 407 de la bibliografía. Fecha de presentación, la próxima semana, en PPT. Ing. César L.López Aguilar SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA_ ING. EN ENERGIA 16