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TURBOMAQUINASIng. Robinson Tapia AsenjoFACULTAD DE INGENIERIA MECNICA Y ELCTRICATURBOMAQUINAS

U . N . P . R . GTURBOMAQUINAS

Conceptos previosOBJETIVOSOBJETIVO GENERALProporcionar los conceptos necesarios para la comprensin del funcionamiento de las TurbomquinasOBJETIVOS ESPECIFICOSDefinir Las Turbomquinas Identificar y Clasificar a las Turbomquinas Comprender las leyes fundamentales de las Turbomquinas

CONTENIDO ACADEMICODefinicin de Turbomquinas Clasificacin GeneralClasificacin segn la GeometraClasificacin segn el sentido de la transferencia de energaClasificacin segn la componente de energa fluidodinmica modificadaEcuaciones bsicas de las Turbomquinas: Ecuacin de continuidad, Primera Ley dela Termodinmica, ecuacin de energa en flujo estable, Ecuacin de Momentum, Segunda Ley de la termodinamica.

TURBOMAQUINAS DEFINICIN ETIMOLOGIA:Turbo Del Latn Turbinis (Torbellino o rpido movimiento circular, vinculado a turba: masa en movimiento circular)Maquina Del Latin Machina (invencin, medio ,recurso)DEFINICIN DE TURBOMAQUINASDispositivos Diseados para Conseguir un intercambio energtico entre un fluido y un eje de rotacin- El intercambio energtico se produce en forma continua

DEFINICIN DE TURBOMAQUINASTURBINAS FRANCIS

EJEMPLO DE TURBOMAQUINASFuente: Fluid Mechanics and Termodinamics of t Turbomachinery. Dixon S.L. 6 Edition

1.1CLASIFICACIN GENERAL

CLASIFICACINSEGN LA GEOMETRIARadiales :El flujo de salida es en direccin radial

CLASIFICACINSEGN LA GEOMETRIARadiales :El flujo de salida es en direccin radial

Axiales :El flujo llega y sale axialmente

CLASIFICACINSEGN LA GEOMETRIA

Mixtas :El flujo llega y sale axialmente

CLASIFICACINSEGN LA GEOMETRIA

CLASIFICACIN SENTIDO DE TRANSFERENCIA DE ENERGIAEl intercambio energtico entre fluido y rotor, puede ser en dos sentido:MQUINAS GENERADORAS: la potencia transmitida por el eje al rotor, aumentar la energa especfica de un determinado caudal de fluido; consumen potencia, y generan un aumento de energa especfica del fluido. Ejem: son las bombas, ventiladores, hlices marinas,etc.

MQUINAS RECEPTORAS: El caudal de fluido cede parte de su energa especifica al rotor salida de potencia a travs del eje; son mquinas que desarrollan potencia, y son receptoras de la energa del fluido. De este tipo son las turbinas, tanto hidrulicas como elicas .

Clasificacin COMPONENTE DE ENERGA FLUIDODINMICA MODIFICADA.

Variacin de energa potencial. Ejem: es el tornillo de Arqumedes: se trata de un tornillo dentro de una carcasa; cuando se gira en el sentido adecuado, arrastra el fluido en direccin axial. Si se inclina, lo nico que vara es la cota geodsica. La presin es la atmosfrica y no hay variacin de velocidad. Se usaba para elevar aguas; actualmente slo para aguas residuales y otras emulsiones (figura 10.8).

16Variacin de energa cintica. Ejem: turbina elica, en la que se aprovecha parte de la energa cintica del viento, y no vara la presin (presin atmosfrica). Se les llama mquinas de accin pura. - ventilador de mesa: aspira aire en reposo y lo impulsa a una determinada velocidad sin variacin de presin. En una turbina Pelton el chorro de agua a presin atmosfrica incide sobre las cucharas (labes), pudiendo conseguir que la velocidad absoluta de salida sea nula. Otro ejemplo de este tipo de mquinas son las hlices de aviacin y las marinas.

Clasificacin COMPONENTE DE ENERGA FLUIDODINMICA MODIFICADA.Variacin de presin (entalpa si no hay variacin de energa interna). En estas nicamente vara el trmino de presin, o son despreciables frente a la de presin. Es lo que ocurre en bombas centrfugas: las variaciones de cota geodsica son muy pequeas, A este tipo de mquinas se les llama mquinas de reaccin. Otro ejemplo de este tipo de mquinas sera una turbina Francis: el fluido llega a la turbina con una gran presin, incide sobre el rodete y disminuye la presin Clasificacin COMPONENTE DE ENERGA FLUIDODINMICA MODIFICADA.

1.2 SISTEMA DE CORDENADAS

Fuente: Fluid Mechanics and Termodinamics of t Turbomachinery. Dixon S.L. 6 Edition Velocidad RelativaFuente: Fluid Mechanics and Termodinamics of t Turbomachinery. Dixon S.L. 6 Edition El anlisis del flujo dentro de los alabes rotativas de una turbomquina se realiza en un marco de referencia que es inmvil en relacin con las cuchillas. En este marco de referencia el flujo aparece como constante, mientras que en el marco de referencia absoluto sera inestable. Esto hace que cualquier clculo significativamente ms sencillo, y por lo tanto el uso de velocidades relativas y cantidades de flujo relativas es fundamental para el estudio de la turbomaquinaria.La velocidad relativa es simplemente la velocidad absoluta menos la velocidad local del alabe. los alabes tiene una velocidad solamente en la direccin tangencial, y por lo tanto los componentes relativos de la velocidad pueden ser escrita como

1.3LEYES FUNDAMENTALES

Fuente: Fluid Mechanics and Termodinamics of t Turbomachinery. Dixon S.L. 6 Edition 1.4Ecuacion de continuidad

Fuente: Fluid Mechanics and Termodinamics of t Turbomachinery. Dixon S.L. 6 Edition 1.4Ecuacion de continuidadFuente: Termodinamica. Cengel 5 Edition

En forma general

1.5primera ley de la termodinamicaFuente: Fluid Mechanics and Termodinamics of t Turbomachinery. Dixon S.L. 6 Edition Establece que si un sistema realiza un ciclo completo, durante el cual se suministra calor y se realiza trabajo, entonces

1.5Ecuacin de energa en sistemas de flujo estable

Resumiendo

MUCHAS GRACIAS

Ing. Robinson Tapia AsenjoFACULTAD DE INGENIERIA MECNICA Y ELCTRICATURBOMAQUINAS