Clasificación de maquinas hidraulicas

Unidad 1

1. IMPORTANCIA Y CLASIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES

INTRODUCCIÓN

El campo de la maquinaria por fluidos es un área significante de aplicaciones de mecánica de fluidos y la termodinámica. Las máquinas-fluidos-energía es el grupo más importante de máquinas. Este campo juega un papel fundamental en la disciplina del futuro de la ingeniería.

Un conocimiento de la función, arreglos, propiedades y operaciones de la maquinaria por fluidos es una parte esencial en disciplina técnica. El campo de maquinaria en general y el campo de los sistemas de ingeniería en particular requiere – en adición a la mecánica de fluidos en general – separar lecturas y disciplinas prácticas sobre la maquinaria de fluidos es indispensable.

CONCEPTOS.

Una máquina productora de energía por medio de fluidos puede pertenecer a varios grupos. La decisión a que grupo deberá de ser asignada depende de la perspectiva del observador. Si el enfoque es por ejemplo, sobre el medio de trabajo, la categorización debera ser hecha por diferenciar entre máquinas de energía mediante fluidos hidráulicos con fluidos incompresibles y las máquinas termales con fluidos compresibles.

   [pic 1]      Máquina –  fluido – energía: Es una máquina que transfiere energía por medio de un líquido o fluido gaseoso.

   [pic 2]   Máquina impulsora (Driving machine): también conocida motor impulsor. Aquí la energía es removida desde el fluido.

   [pic 3]  Máquina impulsada (Driven machine) La energía es agregada al fluido.

   [pic 4]   Turbomáquina: Transfiere la energía entre el fluido y la máquina por medio de fuerzas de flujo.

   [pic 5] Máquina de desplazamiento positivo: Transferencia de energía entre el fluido y la máquina por medio de una variable de volumen, generada por un dispositivo de desplazamiento.

Áreas principales para entender esta materia:

Fundamentos: 1. Mecánica de fluidos; 2. Termodinámica; 3. Mecánica; 4. Eficiencia, velocidad, potencia, velocidad de las máquinas; 5. Métodos constructivos para las máquinas; 6. Controles.

Para las turbomáquinas: 1. Conversiones de energía en el rotor; 2. Dirección del flujo radial/axial; 3. Cavitación; etc.

Máquinas de desplazamiento positivo: 1. Máquinas de pistón reciprocante; 2. Cinemática, fuerzas, balance de masa; 3. Comparación entre las turbomáquinas y máquinas de desplazamiento positivo.

Máquinas impulsadas (Driven machine): 1. Bombas; 2. Ventiladores; 3. Compresores.

Máquinas impulsoras (Driving machines):

 Máquinas hidráulicas: turbinas de agua

 Plantas de potencia de vapor: turbinas de vapor.

 Turbinas de viento

 Turbinas de gas

 Máquinas de combustión

CLASIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS DE FLUIDOS

Maquinaria de fluidos es un término usado para describir todo tipo de máquinas que convierten energía con la ayuda de un fluido.

Para el propósito de clasificación, las máquinas de energía de fluidos se pueden dividir en dos grupos de máquinas. Existen dos criterios básicos:

1. Se debe de distinguir entre: Máquinas motrices (driven machines) y máquinas impulsadas (driving machines) en función del flujo de energía y la dirección de la transferencia de la energía. Las máquinas impulsoras también se conocen como motores principales.
2. Las turbomáquinas difieren de las máquinas con desplazamiento positivo en su modo de operación y presurización.

Sin embargo, las siguientes diferenciaciones son hechas:

 Depende de las propiedades físicas del fluido: compresible o incompresible.

 Depende del modo de operación: rotatorio o oscilante, succión normal, etapa simple o múltiple.

 Depende de la dirección del flujo del fluido: radial, axial, diagonal …

 Depende del diseño: máquina reciprocante, membrana, engranajes …

 Depende del uso: abastecimiento, drenaje, circulante, sitio de operación …

 Depende de la fuente de energía: potencia termal, potencia hidroeléctrica, energía de viento, energía eléctrica.

En el siguiente cuadro se muestra los diferentes tipos de maquinaria de fluidos:

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

Entonces, como se observa:

1.2 LA IMPORTANCIA DE LAS MÁQUINAS DE FLUIDO INCOMPRESIBLE

La importancia de las máquinas de fluido incompresible es que se puede encontrar en cualquier lugar en forma de sus turbomáquinas hidráulicas, como la bomba, la turbina y el ventilador, los cuales son muy importantes en el uso diario tanto en la vida domestica como en la vida industrial principalmente ya que cualquiera de estas turbomáquinas desarrollan trabajos diferentes, y en sus aplicaciones se puede notar que es así.

Las máquinas de fluidos incompresibles son de suma importancia en la industria, en salud, en investigación, entre otros: en la actualidad contamos con una gran variedad de máquinas para desempeñarse en distintas aplicaciones. Las turbo máquinas son muy importantes ya que estas están presentes en la vida cotidiana, desde lo que es un simple ventilador y las bombas centrifugas que se usan comúnmente, así como grandes turbinas. Esto es:

Una turbina es un dispositivo que tiene la capacidad de recibir energía de un fluido (energía hidráulica) y transformarla en energía de movimiento o energía mecánica.

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