MAQUINAS
HIDRAULICAS

              MANUEL ANGEL
              CANTOS MACÍAS
MECANICA DE FLUIDOS Y
 MAQUINAS HIDRAULICAS
 CLAUDIO MATAIX
MAQUINAS

 Una máquina es un transformador de energía.
 Las turbo máquinas son máquinas rotativas que
  permiten una transferencia energética entre un
  fluido y un rotor provisto de alabes o paletas
  mientras que el fluido pasa a través de ellos.
 Si la transferencia de energía se efectúa de
  máquina a fluido se le da el nombre genérico de
  bomba (máquinas generadoras)
 Si la transferencia de energía es del fluido al
  rotor se denomina turbina (máquina motora)
 Otras máquinas hidráulicas pueden ser:
   Compresores
   Sopladores
   Ventiladores, etc.
 Así mismo entre las turbinas figuran:
   Hidráulicas
   De vapor
   De gas
   De aire, etc.
 Que también sirven para cualquier clase de fluido.
DEFINICIÓN

Máquina hidráulica es aquella en la cual
 el fluido que intercambia su energía no
 varia sensiblemente de densidad en su
 paso a través de la máquina, por lo que
 en el diseño y estudio de la misma se
 considera la densidad constante.
CLASIFICACIÓN

                                             Para líquidos
                                              (bombas)
                               Generadoras
                                               Para gases
                                             (ventiladores)
              Turbo máquina

                                               Turbinas
                                 Motoras
                                              hidráulicas
Máquinas
hidráulicas

                               Generadora
                    De
              desplazamiento
                 positivo
                                 Motora
soluto de Maquinas de desplazamiento
 positivo      (volumétricas).-   el    órgano
 intercambiador de energía sede energía al
 fluido ó el fluido a el en forma de energía de
 presión creada por la variación de volumen.
 Los cambios en la dirección y valor absoluto
 de la velocidad del fluido no juegan un papel
 esencial.
Las turbo maquinas (maquinas de corriente).-
 los cambios en la dirección y valor ab la
 velocidad juegan un papel esencial.
DEDUCCIÓN DE LA ECUACIÓN DE EULER







TRIANGULOS DE VELOCIDADES

+



GRADO DE REACCION


CLASIFICACION DE LAS TURBOMAQUINAS
         SEGÚN LA DIRECCION

Radial
Axial
Flujo mixto
 La ecuación de Euler es la ecuación fundamental para las
  Turbomáquinas, así como la ecuación de Bernoulli es la ecuación
  fundamental de la hidrodinámica
 La altura de Euler Hu se denomina también altura hidráulica en
  las Turbomáquinas
 En la maquina radial la velocidad del fluido no tiene componente
  axial, solo tiene componente radial y tangencial
 En la maquina axial la velocidad del fluido no tiene componente
  radial, solo tiene componente axial y periférica
 En la bomba axial el efecto de la fuerza centrifuga es nula, por
  tanto una bomba axial no es centrifuga
 En las maquinas radio-axial la velocidad tiene las tres
  componentes según los tres ejes
 En ninguna maquina falta la componente periférica Cu que es
  fundamental para la transmisión de energía al fluido según la
  ecuación de Euler
BOMBAS

ES UNA MAQUINA QUE ABSORVE
 ENERGIA MECANICA Y RESTITUYE
 AL LIQUIDO QUE LA ATRAVIESA
 ENERGIA HIDRAULICA
BOMBAS           ROTODINAMICAS
 (ECUACION DE EULER)
BOMBAS    DE   DESPLAZAMIENTO
 POSITIVO
CLASIFICACION DE LAS BOMBAS
       ROTODINAMICAS


                   Radial

   Según la
 dirección del     Axial
     flujo

                 Radioaxial
Eje horizontal

 Según la
posición del      Vertical
    eje

                 inclinado
Baja

Según la
           Media
presión

           Alta
De simple
                   aspiración o 1
Según el número         flujo
 de flujos en la
     bomba           De doble
                   aspiración o 2
                       flujos
De 1
                  escalonamiento
Según el número
   de rodetes
                       Varios
                  escalonamientos
ELEMENTOS CONSTITUTIVOS

Rodete
Corona directriz: álabes fijos, transforma
 energía cinética en energía de presión
Caja    espiral:    transforma      energía
 dinámica a energía de presión
Tubo difusor troncocónico, transforma la
 energía dinámica en energía de presión
TIPOS CONSTRUCTIVOS

Bombas de carcasa seccionada
Bombas monobloc
Bomba de doble aspiración
Bomba axial
Bomba horizontal de múltiples
 escalonamientos
Bombas verticales
 de múltiples
 escalonamientos
Grupo moto-bomba
 sumergible
Bombas con motor de gasolina o diesel
Comparación de rotores
CLASIFICACIÓN DE RODETES

Los rodetes se
 clasifican en cuatro
 tipos según la forma
 de sujeción de los
 alabes
TIPOS DE RODETE

Rodete cerrado de simple aspiración. Las
 caras anterior y posterior forman una caja,
 entre ambas caras se fijan los álabes.
Rodete cerrado de doble aspiración.
Rodete semi-abierto de simple aspiración.
 Los álabes se fijan solo en la cara
 posterior.
Rodete abierto de doble aspiración. Los
 álabes se fijan en el núcleo o cubo del
 rodete.
El rodete de una bomba rotodinámica se a
 de proyectar de manera que para el caudal
 y altura requerida se obtenga el óptimo
 rendimiento. En la práctica estos valores
 necesarios varían entre ambos límites con
 diferentes valores de n buscando siempre
 el optimo rendimiento el rodete de las
 bombas rotodinámicas va cambiando
 insensiblemente de forma para adaptarse
 a las diferentes condiciones de servicios.
Los rodetes van cambiando a caudales
 mayores y alturas efectivas más
 pequeñas. ns = número específico
CLASIFICACION DE LAS BOMBAS POR EL
NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES

SISTEMA DIFUSOR

Corona directriz
Caja espiral
Cono difusor
No siempre están presente los tres
 elementos y el papel que cumplen es
 transformar la energía dinámica que da
 el rodete en energía de presión con el
 mínimo posible de pérdida
CEBADO DE LAS BOMBAS

Las bombas rotodinámicas no son
 autocebantes. Las bombas de embolo y
 en general todas las de desplazamiento
 positivo si.
INSTALACION DE UNA BOMBA
 La alcachofa y válvula de pie
 Válvula de compuerta en la aspiración y en la
  impulsión
 La válvula de retención en la impulsión
 El reductor en la aspiración
 Sección A: nivel superior del agua en el pozo de
  aspiración
 Sección Z: nivel superior del agua en el deposito de
  impulsión
 Sección E: entrada a la bomba
 Sección S: salida de la bomba
 Ecuación de Euler
ALTURA ÚTIL O EFECTIVA DE UNA BOMBA


VALVULA DE PIE Y VALVULA DE
        RETENCION
PERDIDAS

Pérdidas hidráulicas
Pérdidas volumétricas
Pérdidas mecánicas
PERDIDAS HIDRAULICAS

Las pérdidas hidráulicas disminuyen la
energía útil que la bomba comunica al fluido
y consecuentemente la altura útil.
Pérdidas de superficie se producen por el
rozamiento del fluido con las paredes de la
bomba (rodete, corona directriz)
Pérdidas de forma que se producen por
desprendimiento de la capa límite en los
cambios de dirección y en toda forma difícil
al flujo
PERDIDAS VOLUMETRICAS

 Son perdidas intersticiales, son perdidas de caudal
  y se dividen en:
 Pérdidas exteriores: constituyen una fuga de fluido
  al exterior por el juego entre la carcasa y el eje de
  la bomba (estopa o material de cierre como
  amiento grafitado)
 Pérdidas interiores: son las más importantes y
  reducen mucho el rendimiento volumétrico, se
  producen por que a la salida del rodete hay más
  presión que a la entrada y parte del fluido en vez
  de seguir a la caja espiral retrocederá para volver
  a ser impulsado por la bomba(caudal de
  cortocircuito).
PERDIDAS MECANICAS

Las pérdidas     mecánicas      incluyen   las
 pérdidas por:
 Rozamiento del prensaestopa con el manejo
  de las máquinas.
 Rozamiento del eje con los cojinetes
 Accionamiento de auxiliares (bomba de
  engranaje para lubricación)
 Rozamiento de disco. Se llama así al
  rozamiento de la pared exterior del rodete con
  la atmosfera del fluido que lo rodea.
CEBADO
CAVITACION
GOLPE DE ARIETE
CURVAS CARACTERISTICAS
Maquinas hidraulicas I

Maquinas hidraulicas I

  • 1.
    MAQUINAS HIDRAULICAS MANUEL ANGEL CANTOS MACÍAS
  • 2.
    MECANICA DE FLUIDOSY MAQUINAS HIDRAULICAS CLAUDIO MATAIX
  • 3.
    MAQUINAS  Una máquinaes un transformador de energía.  Las turbo máquinas son máquinas rotativas que permiten una transferencia energética entre un fluido y un rotor provisto de alabes o paletas mientras que el fluido pasa a través de ellos.  Si la transferencia de energía se efectúa de máquina a fluido se le da el nombre genérico de bomba (máquinas generadoras)  Si la transferencia de energía es del fluido al rotor se denomina turbina (máquina motora)
  • 4.
     Otras máquinashidráulicas pueden ser:  Compresores  Sopladores  Ventiladores, etc.  Así mismo entre las turbinas figuran:  Hidráulicas  De vapor  De gas  De aire, etc.  Que también sirven para cualquier clase de fluido.
  • 5.
    DEFINICIÓN Máquina hidráulica esaquella en la cual el fluido que intercambia su energía no varia sensiblemente de densidad en su paso a través de la máquina, por lo que en el diseño y estudio de la misma se considera la densidad constante.
  • 6.
    CLASIFICACIÓN Para líquidos (bombas) Generadoras Para gases (ventiladores) Turbo máquina Turbinas Motoras hidráulicas Máquinas hidráulicas Generadora De desplazamiento positivo Motora
  • 7.
    soluto de Maquinasde desplazamiento positivo (volumétricas).- el órgano intercambiador de energía sede energía al fluido ó el fluido a el en forma de energía de presión creada por la variación de volumen. Los cambios en la dirección y valor absoluto de la velocidad del fluido no juegan un papel esencial. Las turbo maquinas (maquinas de corriente).- los cambios en la dirección y valor ab la velocidad juegan un papel esencial.
  • 9.
    DEDUCCIÓN DE LAECUACIÓN DE EULER 
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13.
  • 14.
  • 15.
  • 16.
  • 17.
  • 18.
  • 19.
  • 20.
    CLASIFICACION DE LASTURBOMAQUINAS SEGÚN LA DIRECCION Radial Axial Flujo mixto
  • 21.
     La ecuaciónde Euler es la ecuación fundamental para las Turbomáquinas, así como la ecuación de Bernoulli es la ecuación fundamental de la hidrodinámica  La altura de Euler Hu se denomina también altura hidráulica en las Turbomáquinas  En la maquina radial la velocidad del fluido no tiene componente axial, solo tiene componente radial y tangencial  En la maquina axial la velocidad del fluido no tiene componente radial, solo tiene componente axial y periférica  En la bomba axial el efecto de la fuerza centrifuga es nula, por tanto una bomba axial no es centrifuga  En las maquinas radio-axial la velocidad tiene las tres componentes según los tres ejes  En ninguna maquina falta la componente periférica Cu que es fundamental para la transmisión de energía al fluido según la ecuación de Euler
  • 22.
    BOMBAS ES UNA MAQUINAQUE ABSORVE ENERGIA MECANICA Y RESTITUYE AL LIQUIDO QUE LA ATRAVIESA ENERGIA HIDRAULICA BOMBAS ROTODINAMICAS (ECUACION DE EULER) BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
  • 23.
    CLASIFICACION DE LASBOMBAS ROTODINAMICAS Radial Según la dirección del Axial flujo Radioaxial
  • 24.
    Eje horizontal Segúnla posición del Vertical eje inclinado
  • 25.
    Baja Según la Media presión Alta
  • 26.
    De simple aspiración o 1 Según el número flujo de flujos en la bomba De doble aspiración o 2 flujos
  • 27.
    De 1 escalonamiento Según el número de rodetes Varios escalonamientos
  • 28.
    ELEMENTOS CONSTITUTIVOS Rodete Corona directriz:álabes fijos, transforma energía cinética en energía de presión Caja espiral: transforma energía dinámica a energía de presión Tubo difusor troncocónico, transforma la energía dinámica en energía de presión
  • 30.
  • 31.
  • 32.
    Bomba de dobleaspiración
  • 33.
  • 34.
    Bomba horizontal demúltiples escalonamientos
  • 35.
    Bombas verticales demúltiples escalonamientos
  • 36.
  • 37.
    Bombas con motorde gasolina o diesel
  • 38.
  • 39.
    CLASIFICACIÓN DE RODETES Losrodetes se clasifican en cuatro tipos según la forma de sujeción de los alabes
  • 40.
    TIPOS DE RODETE Rodetecerrado de simple aspiración. Las caras anterior y posterior forman una caja, entre ambas caras se fijan los álabes. Rodete cerrado de doble aspiración. Rodete semi-abierto de simple aspiración. Los álabes se fijan solo en la cara posterior. Rodete abierto de doble aspiración. Los álabes se fijan en el núcleo o cubo del rodete.
  • 43.
    El rodete deuna bomba rotodinámica se a de proyectar de manera que para el caudal y altura requerida se obtenga el óptimo rendimiento. En la práctica estos valores necesarios varían entre ambos límites con diferentes valores de n buscando siempre el optimo rendimiento el rodete de las bombas rotodinámicas va cambiando insensiblemente de forma para adaptarse a las diferentes condiciones de servicios.
  • 44.
    Los rodetes vancambiando a caudales mayores y alturas efectivas más pequeñas. ns = número específico
  • 45.
    CLASIFICACION DE LASBOMBAS POR EL NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES 
  • 46.
  • 47.
    No siempre estánpresente los tres elementos y el papel que cumplen es transformar la energía dinámica que da el rodete en energía de presión con el mínimo posible de pérdida
  • 49.
    CEBADO DE LASBOMBAS Las bombas rotodinámicas no son autocebantes. Las bombas de embolo y en general todas las de desplazamiento positivo si.
  • 50.
  • 51.
     La alcachofay válvula de pie  Válvula de compuerta en la aspiración y en la impulsión  La válvula de retención en la impulsión  El reductor en la aspiración  Sección A: nivel superior del agua en el pozo de aspiración  Sección Z: nivel superior del agua en el deposito de impulsión  Sección E: entrada a la bomba  Sección S: salida de la bomba  Ecuación de Euler
  • 52.
    ALTURA ÚTIL OEFECTIVA DE UNA BOMBA 
  • 53.
    VALVULA DE PIEY VALVULA DE RETENCION
  • 54.
  • 55.
    PERDIDAS HIDRAULICAS Las pérdidashidráulicas disminuyen la energía útil que la bomba comunica al fluido y consecuentemente la altura útil. Pérdidas de superficie se producen por el rozamiento del fluido con las paredes de la bomba (rodete, corona directriz) Pérdidas de forma que se producen por desprendimiento de la capa límite en los cambios de dirección y en toda forma difícil al flujo
  • 58.
    PERDIDAS VOLUMETRICAS  Sonperdidas intersticiales, son perdidas de caudal y se dividen en:  Pérdidas exteriores: constituyen una fuga de fluido al exterior por el juego entre la carcasa y el eje de la bomba (estopa o material de cierre como amiento grafitado)  Pérdidas interiores: son las más importantes y reducen mucho el rendimiento volumétrico, se producen por que a la salida del rodete hay más presión que a la entrada y parte del fluido en vez de seguir a la caja espiral retrocederá para volver a ser impulsado por la bomba(caudal de cortocircuito).
  • 60.
    PERDIDAS MECANICAS Las pérdidas mecánicas incluyen las pérdidas por: Rozamiento del prensaestopa con el manejo de las máquinas. Rozamiento del eje con los cojinetes Accionamiento de auxiliares (bomba de engranaje para lubricación) Rozamiento de disco. Se llama así al rozamiento de la pared exterior del rodete con la atmosfera del fluido que lo rodea.
  • 65.
  • 66.
  • 68.
  • 69.