Las Turbo mquinas tienen un elemento giratorio (rodete), que
posee una serie de labes con unos determinados ngulos de incidencia
del fluido, siendo los de entrada (1) , y los de salida (2)La
velocidad del fluido (C) es la suma vectorial de: Velocidad de
rotacin (U), debida al giro del rodete(Tangente al giro del mismo)
Velocidad de traslacin a lo largo del rodete (W)(Sigue la direccin
del labe, tangente a l)Estas velocidades y los ngulos entre ellas
forman los Tringulos de velocidadesSe usan diagramas de velocidad
en forma de tringulo que corresponden a la mitad del paralelogramo
formado por una velocidad tangencial, una velocidad relativa y una
velocidad absoluta.Las ruedas motrices de las mquinas hidrulicas
estn formadas por venas fluidas. Estas venas las podemos
representar
Supongamos que el conjunto de venas est animado por una
velocidad u, entonces una partcula deAgua en 1 seguir la
trayectoria siguiente:
l. La trayectoria 1-3 que ser la trayectoria real o absoluta.2
la trayectoria 1-2, trayectoria relativa.
Esta ltima es la trayectoria que seguir el punto 1 si se
considera a las venas en reposo o bien si se considera lo que ve un
observador estando parado en la pared de una de las venas.Usaremos
en el curso las siguientes velocidades:S en la figura 3 al cabo de
un instante la partcula 1 ha recorrido un espacio sobre la
trayectoria relativa 1-1, sobre la trayectoria absoluta 1-1,
tendremos por definicin las siguientes velocidades:En la mayor
parte de las mquinas hidrulicas la velocidad u queda definida por
la velocidad derotacin (velocidad angular de la mquina multiplicada
por el radio del punto en cuestin) .DIAGRAMAS-DE VELOCIDADES.Con
las velocidades que hemos definido, (velocidad absoluta, velocidad
relativa y velocidadtangencial) formaremos siempre un tringulo de
velocidades para cualquier punto de cualquier venade la
turbomquina. Los ejemplos siguientes nos ilustran el empleo de este
tringulo de velocidadespara puntos de entrada y salida de un rodete
o un Impulsor.
Denominacin de las componentes absolutas.Componente Tangencial
Cu.- (circunferencial o paralela).Es la proyeccin de la velocidad
absoluta c sobre la velocidad circunferencial u. Esta componente
interviene en las ecuaciones de potencias en las turbinas y en las
ecuaciones de alturas en las bombas.Componente Meridiana cm.- Es la
proyeccin de la velocidad absoluta c sobre la recta perpendicular a
u. Esta componente interviene en las ecuaciones de los caudales
Cuando la direccin de la entrada del alabe no coincide con la
direccin de la velocidad en este punto el agua choca la pared del
alabe y este choque causa una prdida (Fig. 19). Esto define una
velocidad de choque, Wc, que representa la cantidad que sera
necesario aumentar o disminuir para restablecer el tringulo de
velocidades normal.
A velocidad constante, una variacin de carga de la turbina se
traduce en una modificacin del ngulo de inyeccin 1, c1 siguiendo
siendo sensiblemente constante (si la cada lo permanece igual), un
aumento de potencia que corresponde a un aumento de 1, se traduce
pues en un choque negativo y contrariamente. Estas prdidas por
choques, de una manera general, se admiten igual a wc2/2g.m, con m
= 0,5 tienen 0,9.Otras prdidas se producen fuera de la vena lquida,
son:Las prdidas por fricciones de disco: de la rueda en el agua que
lo rodea. Un disco que vuelve en un lquido causa una centrifugacin
de las partculas fluidas que estn su contacto y se establece entre
el disco y su entorno un movimiento del lquido esquematizado en la
figura 20 que superpone la rotacin de conjunto del fluido alrededor
del eje del disco.
Clasificacin de bombas ventiladores y sopladores:
Se utilizan todos los ventiladores sopladores y compresores para
incrementar la presin y mover el aire y otros gases.Las diferencias
principales entre ellos son su construccin fsica y la presin para
las que estn diseadas.Un ventilador est diseado para que opere a
presiones estticamente pequeasDe hasta 2.0 psi las presiones
comunes de operacin de los ventiladores van de 0 a 6 pulgadas de
h2OLos tipos de ventiladores incluyen ventiladores de aspa de ducto
y centrfugos.Los ventiladores de hlice:Operan a una presin
estticamente cercana a cero y estn compuestos de dos a seis aspas
con aspecto hlice de avin as llevan aire a un lado y lo descarga en
otro en una direccin aproximada mente axial.Este tipo de ventilador
es muy popular por que produce la circulacin de aire en casa
habitacin y en espacios de trabajo y produce una sensacin de
confort Cuando se monta en los techos de los edificios produce la
entrada de aire fresco hacia el interior del edificio y saca el
aire caliente.Los ventiladores de ducto:Tienen una construccin
similar a los de hlice excepto que el ducto tiene una construccin
similar a los de hlice excepto que en aquellos el ventilador se
encuentra dentro de un ducto cilndrico como se observa:El ducto
puede ser parte de un sistema de conduccin ms grande que introduzca
o extraiga el aire de un aire alejado los ventiladores de ducto
operan contra presiones estticas de hasta 1.50 pulgadas de H2o su
tamao vara desde muy pequeos hasta 36 pulgadas Los ventiladores
centrfugos:El aire ingresa por el centro del rotor tambin llamado
impulsor y las aspas giratorias lo lanzo hacia fuera los que agrega
energa cintica el gas a lata velocidad es reunido por la voluta que
rodea al rotor donde la energa cintica se convierte en una presin
de gas aumenta para que se envi a travs del sistema de ducto para
su uso final.Es comn que la construccin del rotor tenga uno de los
cuatro diseos bsicos como se pareca con frecuencia la aspa
inclinada hacia atrs est elaborada y al o largo del vector denota
como Vb en dicha figura
Los ventiladores con aspa radial tienen muchas aplicaciones en
la industria porqu suministran grandes volmenes de aire a presin
moderada para calderas torres de enfriamiento secadores de material
y transporte de materiales grandes.Los compresores
centrfugos:Emplean impulsores similares a los de las bombas
centrifugas emplean impulsores Cunado un compresor de un solo rotor
no puede desarrollar presin lo suficiente mente alta se emplea un
compresor de entapa multi etapa como el que se aprecia se utiliza
un compresor centrifugo para fuljo de entre 500 y 10000 pcm a
presin tan elevada como 8000 psi Los sopladores de aspa axial son
similares a los ventiladores de ducto descritos con excepcin de que
en aquellos es comn que los sopladores tengan aspasEn forma de
aeroplano e incluyan paletas dentro de la carcasa para reencauzar
el flujo en forma axial dentro del ducto siguiente. Esto da como
resultado una capacidad de presin esttica mayo para el soplador y
reduce los remolinos del aire.Los sopladores de desplazamiento
positivo y los compresores tienen varios diseos Reciprocarte: de
accin nica o doble Rotatorios lbulo paleta o tornillo
