ECUACIONES DE LAS BOMBAS

Línea mediana de flujo

Las venas líquidas adoptan la forma de superficies de revolución engendradas por meridianas

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Turbinas elementales

Estructuración Turbomáquina

Las fracciones de álabes y el flujo que se encuentre entre las dos superficies de revolución AB y A’B’ separadas una cierta distancia s, formarán por definición, una Turbina elemental.

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Definición de las Velocidades

Diagramas de velocidad en forma de triángulo (Velocidad tangencial, relativa y absoluta)

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Si el conjunto de venas está animado por una velocidad u: -Trayectoria 1-3 (real)
-Trayectoria 1-2 (relativa)
Si la partícula 1 ha recorrido un espacio en la trayectoria 1-1", sobre la trayectoria absoluta 1-1', se tiene:

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La turbomáquina quedará formada por conjuntos de venas líquidas o canales que contendrán las mismas. El conjunto de venas quedará según la trayectoria que el líquido rige en la máquina.

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  1. Máquina Axial: Turbina Tubular
  2. Máquina radial centrífuga: Bomba Centrífuga
  3. Máquina radial centrípeta: Francis lento
  4. Máquina radial axial: Francis Rápida
  5. Máquina axial radial: Bomba Centrífuga
  6. Máquina Tangencial: Peltón5

Diagrama de Velocidades

Con las velocidades antes definidas se forma un triángulo de velocidades para cualquier punto de cualquier vena de la máquina

Ejemplo:

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Coeficientes de Velocidad

Es el cociente de la velocidad del punto considerado dividido por (2gH)^0.5

La altura neta que está obrando sobre la turbina, siempre debe tomarse como H

En máquinas hidráulicas se acostumbra tomar como velocidad unitaria, la velocidad (2gH)^0.5

Simplifican las ecuaciones de análisis

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Clasificación de las turbomáquinas

Momento Hidráulico de una Vena girando alrededor de una eje (Ecuación de Euler)

El Momento hidráulico de una vena es debido a la fuerza de impulso que produce la vena considerada y la distancia de esa fuerza al eje de rotación considerado

La variación del momento cinético será igual a la impulsión rotatoria, es decir, la diferencia de momentos a la entrada y salida será igual al momento hidráulico Mh

De la presente ecuación se deduce que para obtener la máxima altura, y por ende la máxima transferencia de energía, el líquido debe abandonar axialmente el impulsor, con lo cual Cu2=0 y debe formar un ángulo lo mas pequeño para que Cu1=1.

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Ecuación de Euler image

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Otra forma de expresar la Ecuación de Euler image

Ecuación válida para fluido compresible o no, o también que el escurrimiento se realice con o sin pérdidas

Para una turbina de admisión total la expresión del momento o de la potencia establecida mas arriba se aplica no solamente a un canal si no a un elemento de máquina incluido entre dos superficies de escurrimiento y las dos superficies de revolución que definen los bordes de entrada y salidade los álabes.

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El entrehierro es una zona de escurrimiento sin intercambio de energía, donde la componente giratoria de la velocidad absoluta en una vena parcial sigue la ley

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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

MAQUINARIA HIDRÁULICA

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Fecha:21/06/2021

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

Nombre: Alexander García R.