Maquinas Hidraulicas

Máquina, según el diccionario "es el conjunto de aparatos combinados para recibir

cierta forma de energía, transformarla y restituirla en otra forma más adecuada, o para

producir un efecto determinado".

Máquina de Fluido corresponde a una máquina del primer tipo, que reciben

energía aportada por un fluido y la restituyen en forma de energía mecánica, o bien a la

inversa, absorben energía mecánica y con ella incrementan la correspondiente a un fluido.

Pueden definirse también las máquinas de fluidos como aquellas máquinas que

utilizan un fluido como elemento intercambiador de energía.

Es preciso advertir que no todas las máquinas que utilizan algún fluido pueden

considerarse máquinas de fluidos si no solamente las que los utilizan para intercambiar la

energía fundamental de la máquina, por tanto no pertenecen a este grupo aquellas que

sólo los utilizan como refrigerante o lubricante.

Un primer criterio de la clasificación de las máquinas de fluidos puede ser

atendiendo a la densidad del fluido, es decir a dividirlas en aquellas que funcionan con

gases o con líquidos.

Esta clasificación conduce a separar los ventiladores y las turbobombas, y las

turbinas hidráulicas y las eólicas que están basadas en los mismos principios de

funcionamiento, comportándose el aire en tales casos como si fuera incompresible. Por

ello se rechaza este criterio de clasificación. Un criterio alternativo es el grado de

compresibilidad del fluido.

Máquinas Hidráulicas: son aquellas que utilizan como medio intercambiador de

energía un fluido que se comporta como incompresible: bomba hidráulica, ventilador

turbina hidráulica, aerogenerador etc.

Máquinas térmicas: son las que utilizan como elemento intercambiador de energía

fluidos que se comportan como compresibles, donde los fenómenos termodinámicos

tienen una incidencia fundamental: compresor, turbina de gas etc.

Este criterio delimita con toda perfección los dos campos de las máquinas

hidráulicas y térmicas sin dar lugar a confusión alguna.

CLASIFICACIÓN DE MÁQUINAS HIDRÁULICAS

Una vez definidas y delimitadas las máquinas hidráulicas y térmicas, en este

apartado se presentan diferentes clasificaciones de las primeras, que en casi todos los

casos son aplicables, en paralelo a las segundas.

El primer criterio que aplicaremos por ser el más importante es el que clasifica las

máquinas hidráulicas atendiendo a su principio de funcionamiento: se las tienen

turbomáquinas, y las máquinas de desplazamiento positivo.

Las Turbomáquinas basan su funcionamiento en el teorema de la cantidad de

movimiento, o en el teorema del momento de la cantidad de movimiento, también llamado

teorema del momento cinético, que al aplicarlo a estas máquinas se denomina Teorema

de Euler o teorema fundamental de las turbomáquinas.

Las máquinas de desplazamiento positivo se fundamentan en el teorema de

Pascal, es decir la máquina consigue incrementar la presión en un punto, transmitiéndole

la presión hidrostática íntegramente a todo el fluido que se encuentra aguas abajo.

Todas las turbomáquinas disponen de un órgano fundamental que gira sobre su eje,

donde se produce el intercambio de energía, que recibe el nombre de rodete o impulsor.

Estas máquinas se denominan también rotodinámicas.

Las bombas hidráulicas de desplazamiento positivo consiguen de forma diversa, mediante

succión, atrapar el líquido en un pequeño recinto y cerrado éste, lo desplazan hacia otro punto de la máquina sometido a presión donde lo depositan. La presión obtenida por la bomba será la que exista en su salida, es decir depende de la instalación en la que trabaja. Estas máquinas son reversibles, es decir que si se aplica una presión en una parte de la máquina se pueden desplazar los órganos de éste, constituyendo un motor hidráulico.

Las máquinas de desplazamiento positivo, también llamadas volumétricas, se

dividen a su vez en máquinas alternativas y rotativas, según que el órgano intercambiador

de energía se desplace alternativamente o gire alrededor de un eje. Estas últimas se

denominan también rotoestáticas

IMPORTANCIA Y USO GENERAL

Las bombas son de gran importancia en el trasiego de fluidos, debido a su capacidad de producir vacío, con lo cual se puede empujar el fluido hacia donde se desee transportar. Existe una infinidad de bombas las cuales tienen distintas funciones, todo depende del tipo de fluido de la temperatura a la cual se va a transportar y la presión que se soportará.

CLASIFICACIONLas bombas o maquinas hidráulicas se clasifican según dos consideraciones generales diferentes:

• Las que toman en consideración características de movimiento de líquidos y

• La que se basa en el tipo o aplicación específica para los cuales se ha diseñado la bomba. El uso de estos dos métodos de clasificación de bombas puede despertar gran interés en una gran cantidad de aplicaciones.

A continuación se muestra una clasificación de los diversos tipos de bombas que puede ser útil para tener una idea más clara de las clases y tipos de estas.

Clase Tipo

Centrifuga Voluta

Difusor

Turbina regenerativa

Turbina vertical

Flujo mixto

Flujo axial

Rotatoria Engranes

Alabes

Leva y pistón

Tornillo

Lóbulo

Bloque de vaivén

Reciprocante Acción directa

Potencia

Diafragma

Rotatoria - Pistón

Bombas centrífugas

Las bombas centrífugas, también denominadas rotativas, tienen un rotor de paletas giratorio sumergido en el líquido. El líquido entra en la bomba cerca del eje del rotor, y las paletas lo arrastran hacia sus extremos a alta presión. El rotor también proporciona al líquido una velocidad relativamente alta que puede transformarse en presión en una parte estacionaria de la bomba, conocida como difusor. En bombas de alta presión pueden emplearse varios rotores en serie, y los difusores posteriores a cada rotor pueden contener aletas de guía para reducir poco a poco la velocidad del líquido. En las bombas de baja presión, el difusor suele ser un canal en espiral cuya superficie transversal aumenta de forma gradual para reducir la velocidad.

El rotor debe ser cebado antes de empezar a funcionar, es decir, debe estar rodeado de líquido cuando se arranca la bomba. Esto puede lograrse colocando una válvula de retención en el conducto de succión, que mantiene el líquido en la bomba cuando el rotor no gira. Si esta válvula pierde, puede ser necesario cebar la bomba introduciendo líquido desde una fuente externa, como el depósito de salida. Por lo general, las bombas centrífugas tienen una válvula en el conducto de salida para controlar el flujo y la presión.

En el caso de flujos bajos y altas presiones, la acción del rotor es en gran medida radial. En flujos más elevados y presiones de salida menores, la dirección de flujo en el interior de la bomba es más paralela al eje del rotor (flujo axial). En ese caso, el rotor actúa como una hélice. La transición de un tipo de condiciones a otro es gradual, y cuando las condiciones son intermedias se habla de flujo mixto.

Los tipos de bombas centrifugas:

Volute, Diffuser, Regenerative-turbine, Vertical-turbine, mixed-flow, axial-flow (propeller)

Estos seis tipos de bombas centrifugas, pueden ser Single-stage o multi-stage.

Características de la Bombas Centrifugas

La figura muestra la sección axial de un compresor centrífugo de tres escalonamientos de presión, con las denominaciones de los diferentes elementos de que está constituida la máquina.

'Maquinas hidráulicas'

A Cubierta inferior

B Cubierta superior

C Tapa del cojinete

D Mitad inferior del cojinete

E Mitad superior del cojinete

F Tapa del agujero de engrase

G Anillo de engrase

H Anillo de retención de aceite

I Rodete

J Tuerca del rodete

K Árbol

L Manguito del árbol

M Tapa del prensaestopas (mitad)

N Pernos del prensaestopas

O Aros de cierre de la cubierta

P Aros de cierre del rodete

Q Anillo linterna

R Platos de acoplamiento

S Collar de empuje

R Pernos y tuercas del acoplamiento

U Bujes del acoplamiento

V Extremo de la caja prensaestopas

Bombas rotatorias

En resumen una bomba rotatoria, es una máquina de desplazamiento positivo, dotada de movimiento rotativo.

Estas bombas se clasifican en dos grupos:

Según el órgano desplazador

Máquinas de Émbolos

Máquinas de engranajes

Máquinas de paletas

Según la variedad del Caudal

Máquinas de desplazamiento fijo

Maquinas de desplazamiento variable

Tipos de bombas rotatorias

Bomba de leva y pistón

Bomba de engranajes exteriores

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