Asign ignatura tura:: Máquina inas hidrá idráu ulic licas Guía de estudio As Actividad Actividad 1.
Realice ealice la lectura lectura del del Capítulo Capítulo 18 titulado “Turbom “Turbomáquina áquinas s hidráulicas hidráulicas,, Gene Generalidad ralidades” es” del del libro: libro: Mecán Mecánica ica de fluidos fluidos y maquinas aquinas hidráulicas, Autor: Autor: Claudio Mataix, Editori Editorial: al: Alfaomega Alfaomega.. Conteste Conteste las siguientes siguientes preguntas en su cuaderno. cuaderno. En el el salón de clase, int integre egre un equipo de trabajo comente comente las preguntas y realice sus sus conclusion conclusiones. es. Com Como evidenc evidencia, ia, escríbalas escríbalas a computado putadora ra y envíelas envíelas a su carpeta carpeta del del dropbo dropbox. x. 1. ¿Qué es una una máquin áquina? a? 2. Realice ealice un cuadro cuadro sinóp sinóptico tico sobre sobre la clasificación clasificación de las las máquinas áquinas.. 3. ¿Cóm ¿Cómo se clasifican las máqu máquinas inas de de fluido? fluido? 4. Explique la diferencia diferencia entre entre maq maquina uina térmica térmica e hidráulica hidráulica.. 5. ¿Cóm ¿Cómo o influye la com compresibilidad presibilidad de un fluido fluido respecto respecto al diseño de una una máquina áquina de fluido? fluido? 6. Clasifiqu lasifique e a las máq máquin uinas as hidrá hidráulica ulicas. s. 7. ¿A qué qué se le llama llama maq maquina uina volum volumétrica? 8. Explique la diferenc diferencia ia entre las máquinasd áquinasde e desplaza desplazam miento positivo positivo y las turbom turbomáquina áquinas. s. 9. ¿Cuá ¿Cuáll es la ecuación ecuación fundam fundamen ental tal de las turbom turbomáquinas? áquinas? 10. ¿Qué ¿Qué es es un rodete? 11. ¿A qué se le llama llama maquinas maquinas gravimétricas? gravimétricas? Mencione Mencione algunos ejemplos. ejemplos. 12. Explique los conceptos de de máquinas hidr hidráulic áulicas as motoras y generadoras. generadoras. Mencione algunos algunos ejemplos. ejemplos. 13. ¿Cuáles ¿Cuáles son son los tipos tipos de velocidades velocidades del fluido fluido presentes presentes en una turbomáquina turbomáquina? ? 14. Dibuje Dibuje los triángulos triángulos de velocidade velocidades s de una una bomba hidráulica. 15. Deduzca Deduzca la ecuación ecuación de impulso y canti cantidad dad de movimiento. 16. Deduzca Deduzca la primera primera forma de la ecua ecuación ción de Euler Euler (expresión (expresión de de alturas). 17. Deduzca Deduzca la segunda segundaforma forma de la ecuación ecuación de Euler Euler (expresión de de alturas). 18. Expli Explique que el el concepto de grado de de reacción. 19. ¿A qué qué se le llam llama a máqu máquina ina de acción? 20. Realice Realice la clasificación clasificación de las turbomáquina turbomáquinas, s, de acuerdo acuerdo a la dirección del del flujo flujo en el rodete.
Elaboró: M. en C. Juan José Benítez enítez Barrera arrera
Actividad 2.
Realice la lectura del Capítulo 19 titulado “Turbomáquinas hidráulicas, bombas rotodinámicas” del libro: Mecánica de fluidos y maquinas hidráulicas, Autor: Claudio Mataix, Editorial: Alfaomega. Conteste las siguientes preguntas en su cuaderno. En el salón de clase, integre un equipo de trabajo comente las preguntas y realice sus conclusiones. Como evidencia, escríbalas a computadora y envíelas a su carpeta del dropbox.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
¿Qué es una bomba? Es el tipo de bombas que basan su funcionamiento en le Ecuación de Euler. Es el órgano transmisor de energía en una bomba rotodinámica. Clasifique las bombas rotodinámicas de acuerdo a la dirección del flujo. Clasifique las bombas rotodinámicas de acuerdo a la posición del eje. Clasifique las bombas rotodinámicas de acuerdo a la presión. Describa los elementos constitutivos de las bombas centrifugas. Clasifique las bombas rotodinámicas de acuerdo a su construcción. Clasifique el rodete de las bombas rotodinámicas según la forma de sujeción de los alabes. Explique el concepto de NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES Y ANOTE SU FORMULA DE CALCULO. 11. ¿Cuáles son los elementos del sistema difusor en las bombas rotodinámicas? Explique la función de dicho sistema. 12. Explique el termino cebado de una bomba centrifuga, ¿cuál es su importancia? 13. Realice un dibujo o diagrama que ilustre una instalación típica de una bomba. 14. ¿Qué es la altura útil o efectiva de una bomba? ¿Cómo se determina? 15. ¿Cuáles son los tipos de perdidas presentes en las bombas hidráulicas? Explique la causa de su procedencia. 16. Defina el concepto de cavitación. 17. Mencione algunos efectos de la cavitación. 18. Mencione algunos ejemplos de lugares donde se puede presentar el fenómeno de la cavitación. 19. ¿A qué se refiere el término NPSH y cuál es su utilidad? 20. ¿Cómo se puede variar o mejorar el valor del NPSH de un sistema hidráulico? 21. Explique el fenómenode golpe de ariete.
Elaboró: M. en C. Juan José Benítez Barrera
Actividad 3.
Realice la lectura del Capítulo 26 titulado “Máquinas de desplazamiento positivo: Bombas de émbolo” del libro: Mecánica de fluidos y maquinas hidráulicas, Autor: Claudio Mataix, Editorial: Alfaomega. Conteste las siguientes preguntas en su cuaderno. En el salón de clase, integre un equipo de trabajo comente las preguntas y realice sus conclusiones. Como evidencia, escríbalas a computadora y envíelas a su carpeta del dropbox.
1. ¿Cuál es el principio de desplazamiento positivo? 2. Deduzca la ecuación de la ecuación de potencia. 3. ¿A qué se le llama máquina Rotoestática? 4. Dibuje una curva característica H-Q de la bomba de desplazamiento positivo? 5. ¿Por qué una turbomáquina tiende a no ser reversible? 6. ¿Son reversibles las de desplazamiento positivo? 7. ¿Cuál es el campo de aplicación de las máquinas de desplazamiento positivo? 8. Es el órgano transmisor de la energía de las bombas de desplazamiento positivo? 9. ¿Cómo se clasifican las maquinas de desplazamiento positivo de acuerdo al tipo de desplazador? 10. ¿Cómo se clasifican las maquinas de desplazamiento positivo de acuerdo a la variabilidad del desplazador? 11. Mencione 6 ventajas de las bombas rotodinámicas con respecto a las bombas de émbolo? 12. ¿Por qué es peligroso cerrar las válvulas de impulsión y succión en las bombas de desplazamiento positivo? 13. Escriba la ecuación de cálculo del caudal teórico para las bombas de desplazamiento positivo? 14. Mencione algunas causas de pérdidas de caudal para una bomba de pistón. 15. ¿Cómo se determina el rendimiento volumétrico y cuál es el rango típico? 16. ¿A qué se refiere el término caudal instantáneo? 17. ¿Cómo se calcula la potencia útil? 18. ¿Cómo se determina el rendimiento hidráulico? 19. ¿Cómo se determina el rendimiento total y cuál es el rango típico? 20. Realice una clasificación de las bombas de émbolo.
Elaboró: M. en C. Juan José Benítez Barrera
Actividad 4.
Conteste las siguientes preguntas, para ello realice la lectura del capítulo 4, del libro titulado:
“Turbomáquinas hidráulicas”, Autor: Polo Encinas, Editorial: Limusa. Como evidencia, escríbalas a computadora y
envíelas a su carpeta del dropbox. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34.
¿Qué es una turbina hidráulica? ¿Cómo se clasifican de acuerdo a la dirección del fluido? Son tipos de turbinas para cargasmuy pequeñas y grandes caudales. ¿Cuál es el órgano fundamental de una hidroeléctrica?, ¿cuál es el órgano básico de la turbina de reacción? Es el órgano de alimentaciónde agua al rodete. ¿Cuál es la función del tubo de desfogue o aspiración? ¿Por qué el nombre de turbina Francis? ¿Cuál es su rango de aplicación? ¿Cómo se clasifican las turbinas Francis? Explique al principio de funcionamiento de la turbina Francis. ¿Cuántas turbinas y bajo qué condiciones se encuentran instaladas él le hidroeléctrica de Itaipú? Explique las partes principales de una turbina Francis. ¿Cuáles son los tipos de tubo de desfogue? ¿Qué es la velocidad especifica y como se calcula? ¿Cuál es el rango de velocidad especifica de la turbina Francis? ¿Cuál es el Rango del númerolos alabes para una turbina Francis? ¿De qué depende la forma de los alabes? ¿Por qué son importantes los coeficientes de velocidad tangencial? ¿Cómo puede evaluarse el valor de la altura del distribuidor? ¿Cuáles sonlas formulas para determinar los diámetros D1 y D2 de las turbinas Francis utilizadas por diseñadores norteamericanos? ¿Cómo se regula la potencia de una turbina Francis? ¿Por qué es necesario mantener constante la velocidad de giro (RPM) de la turbina Francis? Describa como está constituido el distribuidor de una turbina de reacción? Para un rendimiento máximo ¿Qué porcentaje de caudal debe pasar por la turbina Francis? ¿Cuál es el rendimiento máximo de la turbina Francis? ¿Qué sucede si la turbina trabaja con un rendimiento menor del 75%? Mencione cuales son las precauciones necesarias antes de arrancar una turbina Francis? ¿Qué sucedería si la turbina se quedara sin carga? ¿Cómo se protege a la turbina contra desbocamiento y/o actuación rápida del sistema de regulación? Explique el ejemplo 4.1 ¿Por qué la caja espiral tiene la forma de un caracol? ¿Cuáles son las funciones del tubo de aspiración? ¿A qué componente de la turbina Francis se le llama difusor? Si se produce un cierre rápido del distribuidor ¿Cómo se protege a la turbina de las depresiones drásticas del tubo de aspiración?
Elaboró: M. en C. Juan José Benítez Barrera
Actividad 5.
Conteste las siguientes preguntas, para ello realice la lectura del capítulo 5, del libro titulado: “Turbomáquinas
hidráulicas”, Autor: Polo Encinas, Editorial: Limusa. Como evidencia, escríbalas a computadora y envíelas a su carpeta
del dropbox. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.
¿Qué es una turbina Kaplan? ¿Cuál es el rango de saltos hidráulicos de la turbina Kaplan? ¿Cuál es el rango de velocidad específica para una turbina Kaplan? ¿Cuántos alabes puede tener el rotor de una turbina Kaplan y a qué se debe? ¿Cuál es el rango de velocidad de rotación de la turbina Kaplan y de que depende? Describa los principales elementos constitutivos de la turbina Kaplan. ¿Cuál es la razón de la robustez del cubo de una turbina Kaplan? ¿Cómo se determina el diámetro de la hélice? ¿Cómo se determina la velocidad de giro? ¿Cómo se determina la distancia entre ejes del distribuidor y del rodete? ¿Cómo se calcula el diámetro del distribuidor? ¿Cómo se calcula la altura del distribuidor? ¿Cómo se calcula el diámetro del cubo? ¿Por qué es importante evitar las formas redondeadas en los alabes del rodete de la turbina Kaplan? Explique los problemas 5.1 y 5.2. Son turbinas empleadas para cargas menores de 15m: ¿Cómo está dispuesto el eje en este tipo de turbinas y por qué? Explique las características la caja espiral. ¿Qué tipo de rotor tienen este tipo de turbinas? Explique las características del tubo de aspiración. ¿Dónde se localiza el generador en las turbinas? a) Tubular, b) Bulbo, c) Pozo 22. ¿Cuáles son los principales inconvenientes que presenta la turbina tubular? 23. ¿Cuál es la función de la chimenea en la turbina tipo Bulbo? 24. ¿Cuáles son las diferencias y/o similitudes entre las turbina Bulbo y la Straflo? Actividad 6.
Conteste las siguientes preguntas, para ello realice la lectura del capítulo 20, del libro titulado: “Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas”, Autor: Claudio Mataix, Editorial: Alfaomega. Como evidencia, escríbalas a computadora y
envíelas a su carpeta del dropbox. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
¿Qué es un ventilador? Defina el concepto de compresor. ¿Cuál es la diferencia entre un ventilador y un compresor? ¿Qué condiciones presenta el fluido para que a una turbomáquina de gas, se le apliquen las mismas ecuaciones que a una bomba centrifuga? ¿Cuáles son las líneas de separación ( P) entre un ventilador y compresor para maquinas de poca y alta calidad? ¿Por qué es necesario refrigerar un compresor, y un ventilador no? ¿Cómo se clasifican los ventiladores de acuerdo a la presión total desarrollada? Realice la clasificación de los ventiladores según la dirección de flujo. Realice una tabla comparativa de formulas empleadas para el cálculo de bombas y ventiladores.
Elaboró: M. en C. Juan José Benítez Barrera
