Maquinas De Fluidos Compresibles

1.- DEFINICION CLASIFICACION E IMPORTANCIA MAQUINAS DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES

Un fluido incompresible es cualquier fluido cuya densidad siempre permanece constante con el tiempo, y tiene la capacidad de oponerse a la compresión del mismo bajo cualquier condición.

De hecho, todos los fluidos son compresibles, algunos más que otros. La compresión de un fluido mide el cambio en el volumen de una cierta cantidad de líquido cuando se somete a una presión exterior. Por ejemplo, si se tapa la salida de una bomba de bicicleta y se empuja la bomba, vemos que podemos comprimir el aire que contiene. Sin embargo, si hacemos la misma experiencia con agua dentro, vemos que apenas podemos mover la bomba porque la compresibilidad del agua (y de cualquier líquido) es muy baja.

Por esta razón, para simplificar las ecuaciones de la mecánica de fluidos, se considera que los líquidos son incompresibles. En términos matemáticos, esto significa que la densidad de tal fluido se supone constante

ρ = ρ0 = constante

La ecuación de la conservación de la masa toma entonces una forma particularmente sencilla:

Lo que indica la igualdad del volumen de fluido que entra y sale.

O bien bajo forma local

La densidad se utiliza para determinar si un fluido es incompresible o compresible. Si la densidad del fluido es fija (constante), el fluido es incompresible; esto quiere decir que ni la masa ni el volumen del fluido puede cambiar. El agua es un fluido casi incompresible. O sea que la cantidad de volumen y la cantidad de masa permanecerán prácticamente iguales, aún bajo presión.

Un fluido con muchas moléculas muy juntas unas de otras tiene una densidad alta; uno que tiene pocas moléculas y muy separadas, tendría una densidad más baja. El agua, por ejemplo, tiene una densidad mucho más alta que el aire. Una pecera de 10 galones que se encuentra llena de agua contiene mucha más masa que un tanque de 10 galones que tiene aire en lugar de agua. Como tiene más masa, pesa más.

Los gases (como el aire), son compresibles. Pueden expandirse para llenar un nuevo volumen. Cuando esto ocurre, la masa no cambia, pero el volumen aumenta; de esta manera, la densidad del gas disminuye en el nuevo volumen.

Se debe prestar atención a todas las propiedades del fluido (aire, agua) para definir las condiciones de flujo. Esto se debe a que todas las propiedades están conectadas entre sí. Si la presión o la temperatura de un fluido cambian, su densidad generalmente también cambia (a menos que se trate de un fluido incompresible). La densidad del aire en un día caluroso es más baja que en un día frío. A grandes alturas, donde la presión es más baja, la densidad del aire es también más baja.

1.1 DEFINICION Y CLASIFICACION DE LAS MAQUINAS DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES

Las máquinas de fluido se suelen clasificar según varios principios. Las tres clasificaciones presentadas a continuación son complementarias de modo que, por ejemplo, un ventilador es una turbo máquina hidráulica generadora, mientras que un motor de explosión es un motor térmico alternativo (de desplazamiento positivo).

Según la naturaleza del fluido que las atraviesa

* Máquina hidráulica o máquina de fluido incompresible es aquella que trabaja con fluidos incompresibles. A este grupo pertenecen las máquinas que trabajan con líquidos (por ejemplo, agua) pero además se incluyen aquellas que trabajan con gases cuando éstos se comportan como incompresibles, como por ejemplo los ventiladores.

Estas máquinas aprovechan únicamente la energía mecánica disponible en el fluido (cinética y potencial), de modo que si se incrementa la temperatura del fluido a la entrada de la máquina, simplemente se obtendrá a la salida un fluido más caliente, sin que dicho incremento de temperatura suponga un aprovechamiento mayor de la energía disponible.

Así, los molinos, aprovechan la energía cinética de los cursos de agua, mientras que las modernas centrales hidroeléctricas aprovechan la energía potencial del agua embalsada.

El estudio de los intercambios de energía en las máquinas hidráulicas es objeto de la mecánica de fluidos.

* Máquina térmica o máquina de fluido compresible es aquella que trabaja con fluidos compresibles, ya sean condensables (caso de la máquina de vapor) o no condensables (como la turbina de gas).

En este caso, sí se aprovecha la energía térmica del fluido, ya que la energía mecánica se produce mediante la expansión del fluido (incremento de su volumen específico). En este caso, al incrementar la temperatura del fluido a la entrada de la máquina, se obtendrá una mayor cantidad de energía mecánica en el eje de la máquina.

El estudio de los intercambios de energía en las máquinas térmicas es objeto de la termodinámica.

Las máquinas de fluido también se clasifican atendiendo a dos criterios, la cantidad de fluido y el movimiento de la máquina 1.2 DEFINICION Y CLSIFICACIO DE BOMBAS TURBINAS Y VENTILDORES

Una bomba hidráulica es un dispositivo tal, que recibiendo energía mecánica de una fuente exterior, la transforma en una energía de presión transmisible de un lugar a otro de un sistema hidráulico a través de un líquido cuyas moléculas estén sometidas precisamente a esa presión.

Se dice que una bomba es de desplazamiento negativo cuando su órgano propulsor no contiene elementos móviles; es decir, que es de una sola pieza, o de varias ensambladas en una sola. Otra definición para aclarar los términos dice que las bombas de desplazamiento negativo son las que desplazan una cantidad variable

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