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Funcionamiento de las máquinas hidráulicas - Coggle Diagram
Funcionamiento de las máquinas hidráulicas
Antescedentes
Las primeras máquinas hidráulicas fueron las ruedas hidráulicas comunes
Funcionamiento:
el agua que llega a las palas tiene cierta velocidad
ejerce una fuerza sobre las palas que permite el movimiento continuo de la rueda
Se construyeron primeramente en:
Asia
Egipto (2000 años después)
Europa (600 años después)
América
China
India
Estudiosos
Leonardo Da Vinci
Descartes
Galileo
Aquímides
Modelos
Rueda Persa o Saquía
Grande y montada en un eje horizontal
Se podía llevar el agua de los ríos a una altura mayor que la de sus márgenes
Desde canales y zanjas hasta los ranchos
Cloquea y tornilo
Principio del plano inclinado
Un cilindro, al girar éste el agua asciende
La rueda hidráulica es la precursora de las turbinas hidráulicas modernas
Con el desarrollo de las plantas hidroeléctricas presentava dos desventajas:
Velocidad de rotación muy lenta (4 a 10rpm)
Rendimiento bajo
Mejoras
Dieron como resultado la construcción de las ruedas de impulso y reacción
Concepto básico y clasificación de una máquina hidráulica
Todo dispositivo capaz de convertir la energía hidráulica en energía mecánica y viceversa
Obtener un intercambio energético entre un fluido y un eje de rotación
Clasificación:
Las turbomáquinas o máquinas de corriente
Los cambios en la dirección y la magnitud de la velocidad del fluido juegan un papel escencial
Basan su funcionamiento en el teorema de conservación del momento cinético o ecuación de Euler
Las máquinas de despazamiento positivo
También llamadas máquinas volumétricas (bombas)
El órgano intercambiador de energía
Cede energía al fluido o el fluido a él en forma de energía de presión
Creada por la variación de volumen
Absorben energía mecánica y restituyen energía al fluido
Se fundamentan en el teorema de Pascal
La máquina consigue incrementar la presión en un punto
trasmitiéndole la presión hidrostática integramente a todo el fluido que se encuentra aguas abajo
Bombas centrifugas y axiales
Centrifugas
de flujo racial
la presión desarrollada se debe principalmente a la fuerza centrífuga
se utilizan generalmente para cargas altas y caudales pequeños
sus impulsores son angostosos y manejan líquidos limpios
flujo mixto
el impulso es más ancho que los de flujo radial
Son utilizadas donde la carga y el caudal son intermedios
sus abáles adquieren una doble curvatura, torciéndose en el extremo de la succión
flujo axial
son utilizadas para cargas pequeñas y caudales grandes
se usan especialmente para drenajes en las ciudades
sus impulsores son tipo propela
Componentes
Tubería de aspiración
tubería que termina la brida de aspiración
Impulsor o rodete
serie de abáles que adoptan diferentes formas dependiendo del uso final de la bomba
Tubería de impulsión
es por donde el líquido sale a la presión y velocidad generadas en la bomba
Voluta
recoge el líquido que deja el rodete a gran velocidad y es llevada a hacia la tubería de impulsión
Anillos de desgaste
proporcionan un sello para evitar figas, entre el impulsor y la carcasa
Difusor
se encarga de disminuir la velocidad de salida del rodete, y la transforma en energía de presión
Eje
tiene forma tubular, mantiene alineadas las partes giratorias y transmitir el torque de giro
Empaquetaduras
proporciona un cierre que disminuya la cantidad de líquido que se pierde por fugas
Entrada
Es por donde la bomba aspira el agua cuando se pone en funcionamiento
Salida
Es por donde sale el trabajo producido por la bomba (un flujo de agua a cierta presión)
Terminología
Caudal
Volumen de líquido impulsado por una bomba
Altura o carga estática total (H)
Distancia vetical que existe entre el punto de succión y el de descarga
Carga estática de descarga o altura de descarga (HD)
Distancia vertical desde el nivel de líquido de descarga y la línea central de la bomba
Carga estática de succión o altura de succión (hs)
Distancia del líquido bombeado desde la boca de succión hasta la línea central de la bomba; es medida en metros
Altura total de descarga (HD)
Energía que resulta de la suma de la energía potencial y cinética, medida en metros
Altura total de succión (HS)
Es la energía total, como resultado de la suma de la energía cinética y potencial, en la succión