M.I. José Jos é Manuel Manuel Gari Gar ibay Cisneros
Turbomaqui Turbo maquinaria naria
UNIDAD UNIDAD 6. BOMBAS BOM BAS y MOTOR MOT ORES ES HIDRÁ HIDRÁULICOS ULICOS
6.1 CLASIFICACIÓN DE LAS DESPLAZAMIENTO POSITIVO.
MÁQUINAS
DE
La clasificación de las máquinas hidráulicas está basada en el elemento princi principal pal de la máqui máquina na,, es decir; decir; aquel aquel que intercam ntercambia bia la energ energía ía con el fluido, este elemento según el caso se llama Rodete o Embolo. Ahora bien, la clasificación de las máquinas hidráulicas en rotativas y alternativas, según que el elemento intercambiador de energía esté provisto de movimiento de rotación o de movimiento alternativo tiene la ventaja de ser muy clara, por tanto: Las máquinas hidráulicas se clasifican en
Turbomáquinas y Máquinas de Desplazamiento Positivo. “Esta clase, además del grupo importante de las bombas de émbolo, com com pre pr en de el gru gr u po com com pu esto por l os ci l i n dros dr os hi drá dr áu l i cos cos y ne n eu m áti cos cos y las bombas y motores rotativos”.
En las máquinas de Desplazamiento Positivo, también llamadas Máquinas Volumétricas, 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 no juegan papel esencial alguno.
“El principio de funcionamiento de las turbomáquinas es la ecuación de EULER”. EULER”. “El principio de funcionamiento de las máquinas de sitivo es el cambio de volumen” desplazamiento po sitivo
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► PRINCIPIO DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO En el interior del cilindro que se muestra en la figura, el émbolo se mueve de manera u n i f o r m e a la velocidad v, e impulsando un fluido con una presión P. m bo lo so n r ígi do s e Supondremos que tanto el c il in dr o c om o el é i n d e fo r m a b l es y q u e el f l u i d o e s i n c o m p r e s i b l e . El movimiento del émbolo se debe a la fuerza aplicada F. El émbolo al moverse desplaza al fluido a través del orificio de la figura.
Si el émbolo recorre una distancia L hacia la izquierda, el volumen ocupado por el líquido disminuirá en un valor igual a A L, como el fluido es incompresible, el volumen desplazado que sale por el orificio también es igual a A L, el tiempo t empleado en recorrer la distancia L es: ·
·
t
L
v
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El caudal Q es igual a:
Q
AL
t
Av
Si no hay Rozamiento, la potencia comunicada al fluido será:
Pot Fv
Pero sabiendo que:
F
pA
Pot Fv
pAv
Tendremos que:
Qp
Debe notarse que el sistema de la figura anterior puede funcionar como BOMBA o como MOTOR, es decir, la máquina puede absorber potencia mecánica
Pot
Pot Fv ó
restituir
potencia
Hidráulica
Qp (Bomba) ó viceversa (Motor Hidráulico). Tanto en un caso
como en otro, queda en evidencia que:
“El principio de desplazamiento positivo consiste en el m o v i m i en t o d e u n f l u i d o c a u s a d o p o r l a d i s m i n u c i ó n d e l volumen de una cámara”. El órgano principal de las máquinas de desplazamiento positivo (Desplazador) tiene la misión de intercambiar energía con el fluido. Los diseños se pueden clasificar atendiendo a dos criterios distintos: 1ro. Según el tipo de movimiento del desplazador las máquinas de desplazamiento positivo se clasifican en:
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► MÁQUINAS ALTERNATIVAS y ► MÁQUINAS ROTATIVAS. Las máquinas alternativas se explican con el representado por el embolo pistón (figura anterior).
funcionamiento
Las máquinas rotativas cuentan con un sin fin de diseños, uno de ellos puede representarse por la siguiente figura:
D e A a B el v o l u m e n au m e n ta y l a b o m b a Aspira, de B a A el volum en dism inuye y la b o m b a i m p u l s a.
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-POTENCIA INDICADA y POTENCIA ÚTIL Se llam a diagr am a del in di cado r a la repr esentación gr áfica de la v a r i a c i ó n d e l a p r e s i ó n e n el c i l i n d r o d e u n a b o m b a d u r a n t e u n a rev ol uc ión co m pl eta del ci güeñ al. m b o lo : ► Potencia Indicada o potencia interna de una b o m b a de é
Pot i
pi Asn 60 v
► Potencia útil:
Pot
Q gH
► Rendimiento Hidráulico:
h
H pi g
► Rendimiento total:
t
v h m
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MÁQUINAS ROTOESTATICAS. Son m áqu inas de desp lazam iento po sitivo d otadas d e m ovim iento rotativo. - Se construyen en inmensa variedad de modelos. - Se basan en el principio del desplazamiento positivo y n o en el
principio de Euler.
- Constan de un estator y un rotor, dotado este último de
paletas, émbolos, engranes, etc. Según el tipo de máquina.
- Son máquinas h id ráu lic amente re v ersi bles , aunque hay
excepciones.
Se clasifican: Según el órgano desplazador en: - Máquinas de émbolos - Máquinas de engranajes - Máquinas de paletas
Según la variedad del caudal, sin variar el número de revoluciones: - Máquinas de desplazamiento fijo. - Máquinas de desplazamiento variable.
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