TURBOMAQUINAS.TRIANGULOS DE VELOCIDAD PARA

TURBINAS Y BOMBAS.UNIV. FERNANDO DANIEL RAMOS MAMANI.

DEFINICION DE TURBOMAQUINAS.

Las bombas y las turbinas pueden presentarse en una gran variedad de configuraciones. En general, las bombas aumentan energía al fluido, es decir, hacen trabajo sobre e fluido, en cambio, las bombas extraen trabajo del fluido como resultado de interacciones dinámicas entre la máquina y el fluido.

Las turbomáquinas contienen alabes, baldes, aletas, o canales de flujo unidos a un eje (de un motor, por ejemplo) y transferidos al fluido por los alabes (en una bomba) o desde el fluido a los alabes (una turbina). El fluido usado puede ser un gas o un líquido.

Muchas turbomáquinas tienen una carcasa para canalizar el fluido y mejorar la eficiencia del sistema, en otros sistemas, como los generadores eólicos, no tienen carcasas que los contengan.

Las turbomáquinas se clasifican como de flujo axial, de flujo hibrido, o de flujo radial.

Principios de funcionamiento. El entendimiento de como se transfiere el trabajo en las turbomaquinas puede obtenerse al considerarse la operación de un soplador y de una turbina, y considerar los triángulos de velocidades .

Considerando las aspas de un ventilador girado a una velocidad angular constante w, por un motor, definimos la velocidad de las aspas como

U=wr

donde r es la distancia radial desde el eje a las aspas. La velocidad absoluta se define con V, y la velocidad relativa se define como W, de modo que la velocidad del flujo se la suma vectorial de la velocidad relativa y la velocidad de las aspas.

V=W+U

Un esquema simplificado de la velocidad del fluido cuando ‘entra’ y ‘sale’ del ventilador en el radio r se muestra a continuación:

Con esta información podemos construir el

Triangulo de velocidades. El diagrama, visto

Radialmente. El concepto importante es notar que

Las aspas, debidas a su forma y posición

“empuja” el fluido, obligándolo a cambiar su

Dirección, y variando la dirección del vector V

(velocidad absoluta) desde la sección 1 a la sección 2.

Turbinas. Si consideramos ahora la turbina eólica, gira en sentido contrario, impulsado por el viento soplando hacia el rotor. De nuevo notamos que por la forma y movimiento de la aspa, las velocidades absolutas en las distintas secciones de la turbina tienes velocidades absolutas V1 y V2 que van en direcciones diferentes.

Para que esto ocurra

Las aspas deben ser movidas

Por el fluido, en dirección

Contraria a su movimiento