1. Curso
MAQUINAS HIDRAULICAS
Profesor:
Ing. Gerson La Torre García (glatorreg@hotmail.com)
Delegados Grupo B:
Alex Chalco Quispe Cel: 967985243
Moises Ticona Alanoca Cel: 974271075
2. CAPITULO I
INTRODUCCION A LAS MAQUINAS
HIDRAULICAS
•Definición y Clasificación de las Máquinas Hidráulicas.
•Diagramas vectoriales de velocidades
•Deducción y análisis de la ecuación de Euler.
•Grado de reacción
•Leyes de semejanza
•Coeficientes de funcionamiento
•Velocidad específica
•Rendimientos
•Curvas características
•Fenómenos de cavitación
3. CAPITULO II
BOMBAS CENTRIFUGAS
•Características y funcionamiento de la bomba centrífuga.
• Analisis y condiciones de rendimiento optimo
•Curvas caracteristicas y Parametros de funcionamiento
•Carga y parametro de cavitación
•Ariete Hidráulico
4. CAPITULO III
BOMBAS AXIALES
•Características y diagramas vectoriales.
• Análisis del alabe del impulsor
•Expresiones de la energía y grado de reacción
•Curvas características y rendimiento
•Cavitación en bombas axiales
•Generalidades constructivas
5. CAPITULO IV
Turbinas de Reacción
•Turbinas Francis
•Turbinas Hélice
•Turbinas Kaplan
6. CAPITULO V
Turbinas de Acción
·Estudio teórico de las turbinas Pelton.
·Clasificación de las turbinas Pelton
·Características constructivas del rodete
·Componentes de la turbina Pelton
·Diagrama topográfico de turbina prototipo
7. CAPITULO VI
Regulación de Turbinas
Hidráulicas
•Formas de regulación.
•Regulación de turbinas de reacción.
•Regulación de turbinas de acción.
8. Sistema de Evaluación
PE = Primer examen
SE = Segundo Examen (Nota promedio de exposiciones e intervenciones)
TE = Tercer examen
NF = Nota final
NF = (PE+ SE + TE )/3
ES = Examen sustitutorio (Solo sustituye al PE o TE)
9. Bibliografía
Manuel Polo Encinas, TURBOMAQUINAS HIDRAULICAS, Tercera Edición
Claudio Mataix, Mecánica de FLUIDOS Y MAQUINAS HIDRAULICAS,
segunda edición.
Wilfredo Jara T. MAQUINAS HIDRAULICAS, Fondo Editorial INIFIM.
Pedro Fernández, BOMBAS CENTRIFUGAS Y VOLUMETRICAS,
Universidad de Cantabria
Luis Pérez Farras, SELECCCION FINA DE BOMBAS, Universidad
de Buenos Aires.
10. CAPITULO I
INTRODUCCION A LAS MAQUINAS
HIDRAULICAS
•Definiciónes y Clasificación de las Máquinas Hidráulicas.
•Diagramas vectoriales de velocidades
•Deducción y análisis de la ecuación de Euler.
•Grado de reacción
•Leyes de semejanza y funcionamiento
•Coeficientes de funcionamiento
•Velocidad específica
•Rendimientos
•Curvas características
•Fenómenos de cavitación
13. Definiciones Técnicas en Maquinas
Hidráulicas
CAUDAL (Q):
Volumen de agua que circula por unidad de tiempo (m3/s, l/s, GPM, pie3/min)
ALTURA:
Variable que corresponde a la energía contenida por kg de agua en la
máquina . También se suele designar como energía unitaria. En el caso de
turbinas se considera la altura neta.
VELOCIDAD (n):
Velocidad con que gira el órgano de trabajo de la máquina, generalmente se
expresa en rpm.
14. Definiciones Técnicas en Maquinas
Hidráulicas
POTENCIA (N):
Energía entregada (o absorbida) por unidad de tiempo en el eje de la máquina.
NUMERO ESPECIFICO (ns):
Determina las características de la máquina y depende de todas las otras
variables.
RENDIMIENTO (n):
Determina el grado de reducción de las perdidas durante el proceso de
transformación de energía en la máquina.
16. Clasificación de Máquinas Hidráulicas
TURBINAS HIDRÁULICAS:
Se aplican en el campo de la generación de energía eléctrica en las Centrales
Hidroeléctricas
Turbina Pelton
17. Clasificación de Máquinas Hidráulicas
TURBINAS HIDRAULICAS :
Existen diferentes tipos de turbinas cuya aplicación depende de las
características del proyecto.
Turbina Francis
19. Clasificación de Máquinas Hidráulicas
BOMBAS:
Estas máquinas son diversas y su campo de aplicación generalmente se da en
las empresas industrilaes
Bombas Centrifugas Bombas Verticales
24. DIAGRAMAS VECTORIALES DE VELOCIDADES
TRIANGULO DE VELOCIDADES
Una partícula del fluido tiene la
trayectoria T cuya velocidad (C)
en el punto M se denomina
velocidad absoluta.
La velocidad absoluta se
descompone en el punto M en
tres componentes:
Cr = Componente radial
Cu= Componente tangencial
giratoria.
Cz = Componetne axial
Velocidad meridiana : Cm = Cr + Cz
27. DIAGRAMAS VECTORIALES DE VELOCIDADES
TRIANGULO DE VELOCIDADES
α1 = 90°
¡¡Las máquinas son diseñadas para una velocidad nominal, las
variaciones de esta, modifican los parámetros de operación!!
32. DEDUCCION Y ANALISIS DE LA ECUACION DE EULER
PRIMERA FORMA DE LA ECUACION DE EULER
33. DEDUCCION Y ANALISIS DE LA ECUACION DE EULER
SEGUNDA FORMA DE LA ECUACION DE EULER
34. DEDUCCION Y ANALISIS DE LA ECUACION DE EULER
COMPONENTES DE LA ALTURA HIDRAULICA
35. GRADO DE REACCIÓN
El grado reacción determina el modo como trabaja el rodete y se
determina como el cociente de la altura que da (bomba) o absorbe
(turbina) el rodete en forma de presión; por la altura total que da
(bomba) o absorbe (turbina) el rodete.
• Todas las bombas son de reacción. Las de acción no se fabrican
•La Turbina pelton es una maquina de acción, mientras que las francis y Kaplan son
maquinas de reacción.
•Es frecuente construir las turbinas de vapor y de gas con grado de reacción igual a 1/2
36. LEYES DE SEMEJANZA
La aplicación de las leyes de la semejanza en las máquinas hidráulicas
nos permitirá obtener los parámetros de funcionamiento de una
turbomáquina a partir de otra, con sólo imponer una serie de condiciones
geométricas y de funcionamiento a ambas máquinas. Las aplicaciones
que se derivan son de capital importancia en la industria para:
•Definir el comportamiento de una turbomaquina a diferentes regímenes
de operación.
•Construir modelos a escala pequeña de máquinas de grandes
dimensiones
•Fabricación en serie de maquinas para distintos puntos de
funcionamiento, a partir de pequeñas modificaciones a las dimensiones
del rodete.
38. LEYES DE SEMEJANZA
CONDICIONES DE SEMEJANZA
Se reduce a que en todos los puntos, y en
particular en la entrada y salida del rodete
los triángulos de velocidad sean
semejantes. Las velocidades fluidas
deberán tener la misma dirección en puntos
homólogos, lo que significa que no solo las
velocidades totales deberán deberán
cambiar proporcionalmente sino también
sus componentes.
39. LEYES DE SEMEJANZA
Semejanza dinamica para fuerzas y presiones
Semejanza dinámica con predominio a la
viscosidad
Semejanza dinámica con predominio a la
gravedad
Semejanza dinámica con predominio a la
elasticidad
SEMEJANZA DINAMICA
40. LEYES DE SEMEJANZA
Distribuciones de velocidades similares serán acompañadas por distribuciones
similares de fuerzas, solo sí las fuerzas tienen la misma relación respecto a las
velocidades fluidas en todos los puntos homólogos de los sistemas
comparados. Se sigue de aquí que, bajo estas condiciones, los contornos
geométricamente semejantes, producirán escurrimientos geométricamente
semejantes
Solo estos dos números son significativos en las
máquinas hidráulicas más corrientes. Y de estos
sólo el número de Reynolds tiene una
verdadera trascendencia
SEMEJANZA DINAMICA
50. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
NUMERO DE CRAMERER O VELOCIDAD ESPECIFICA DIMENSIONAL
Hasta ahora se ha relacionado el prototipo y su modelo; pero es necesario un
tratamiento mas general para referirse a una familia de turbomaquinas
geometricamente semejantes entre si.
A partir de las leyes de semejanza:
51. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
VELOCIDAD ESPECIFICA ADIMENSIONAL
52. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
EQUIVALENCIAS DE LA VELOCIDAD ESPECIFICA
53. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
APLICACIONES DE LA VELOCIDAD ESPECIFICA
54. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
APLICACIONES DE LA VELOCIDAD ESPECIFICA
55. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
APLICACIONES DE LA VELOCIDAD ESPECIFICA
56. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
APLICACIONES DE LA VELOCIDAD ESPECIFICA
57. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
APLICACIONES DE LA VELOCIDAD ESPECIFICA
58. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
APLICACIONES DE LA VELOCIDAD ESPECIFICA
59. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
APLICACIONES DE LA VELOCIDAD ESPECIFICA
60. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
APLICACIONES DE LA VELOCIDAD ESPECIFICA
61. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
APLICACIONES DE LA VELOCIDAD ESPECIFICA
71. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
EXPERIMENTACION EN LA CONSTRUCCION DE TURBINAS
Las ecuaciones de la hidrodinamica no se aplican
mas que a un solo punto de funcionamiento; por
ello la experimentacion es la unica via para
resolver en su totalidad el problema.
Los ensayos sobre modelos reducidos son
validos si se encuentran dentro de los limites de
las leyes de similitud; esto muchas veces no es
posible debido debido a la capacidad de los
laboratorios.
72. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
EXPERIMENTACION EN LA CONSTRUCCION DE TURBINAS
73. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
EXPERIMENTACION EN LA CONSTRUCCION DE TURBINAS
74. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
EXPERIMENTACION EN LA CONSTRUCCION DE TURBINAS
75. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
EXPERIMENTACION EN LA CONSTRUCCION DE TURBINAS
76. TEORIA GENERAL DE LAS TURBOMAQUINAS
EXPERIMENTACION EN LA CONSTRUCCION DE TURBINAS
