“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACION”

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICALaboratorio de Maquinas Hidraulicas

Titulo:

Tipos de Maquinas Hidráulicas

Docente:Ing. Demetrio León Ayala

Integrantes:

Tovar Villanueva Hans Pedro

Semestre: fecha:Octavo 20/04/2016

Huancayo – Perú2016

RESUMEN

El presente informe contiene información referente a los diferentes tipos de

máquinas hidráulicas que la Facultad de Ingeniería Mecánica tiene en las

instalaciones de sus laboratorios, con esto se busca reforzar la formación académica

del estudiante en el área de los diferentes tipos de Maquinas Hidráulicas y dar

soluciones a problemas relacionados en el campo de la turbomaquina.

Cuando el estudiante termine de leer el siguiente informe, deberá ser capaz de

reconocer con gran facilidad las turbomaquinas tanto como las generadoras (bombas)

o también como las motoras (turbinas), seleccionar y analizar los algunos problemas

que se presentan en el laboratorio de estudios.

En el anexo podemos visualizar las diferentes maquinas hidráulicas con que la

facultad trabaja ya sea para pruebas o mayormente para prueba de datos.

INTRODUCCION

El estudio de los tipos maquinas hidráulicas se basa principalmente en la

transformación de la energía es decir, absorbe energía de una clase y restituye

energía de otra clase, por ejemplo un motor eléctrico absorbe energía eléctrica y

restituye energía mecánica

Las turbomaquinas son máquinas rotativas que permiten una transferencia

energética entre un fluido y un rotor provisto de alabes o paletas mientras el

fluido pasa a través de ellos.

La clasificación de las turbomaquinas tenemos generadoras y motoras y se

basan en la ecuación de Euler donde los cambios de dirección y de velocidad

juegan un papel esencial en su principio de funcionamiento

Las maquinas motoras absorben energía del fluido y restituyen energía

mecánica por ejemplo las turbinas

Las maquinas generadoras absorben energía mecánica y restituyen energía al

fluido por ejemplo las bombas centrifugas.

En este informe se va a detallar como fue el reconocimiento de los diversos tipos

de máquinas hidráulicas que encontramos en el laboratorio de hidráulica,

DESARROLLO TEORICO

MAQUINAS HIDRAULICAS

1. BOMBA CENTRIFUGA CON UN MOTOR DE 2.5hp

La característica principal de la bomba centrífuga es la de convertir la energía

de una fuente de movimento (el motor) primero en velocidad (o energía cinética)

y después en energía de presión. El rol de una bomba es el aporte de energía al

líquido bombeado (energía transformada luego en caudal y altura de elevación),

según las características constructivas de la bomba misma y en relación con las

necesidades específicas de la instalación. El funcionamiento es simple: dichas

bombas usan el efecto centrífugo para mover el líquido y aumentar su presión.

Dentro de una cámara hermética dotada de entrada y salida (tornillo sin fin o

voluta) gira una rueda con paleta (rodete), el verdadero corazón de la bomba. El

rodete es el elemento rodante de la bomba que convierte la energía del motor en

energía cinética (la parte estática de la bomba, o sea la voluta, convierte, en

cambio, la energía cinética en energía de presión)

2. BOMBA CENTRIFUGA CON UN MOTOR DE 5hp

Bomba que aprovecha el movimento de rotación de una rueda con paletas

(rodete) inserida en el cuerpo de la bomba misma. El rodete, alcanzando alta

velocidad, proyecta hacia afuera el agua anteriormente aspirada gracias a la

fuerza centrífuga que desarrolla, encanalando el líquido en el cuerpo fijo y luego

en el tubo de envío. Los elementos constructivos de que constan son:

Una tubería de aspiración: que concluye prácticamente en la brida de aspiración.

El impulsor o rodete: El rodete va unido solidariamente al eje y es la parte móvil

de la bomba.

Una tubería de impulsión: La finalidad del difusor es la de recoger el líquido a

gran velocidad, cambiar la dirección de su movimiento y encaminarle hacia la

brida de impulsión de la bomba.

3. TURBINA MICHELL BANKI

Las Turbinas Banki son máquinas de fluido pertenecientes a la turbo maquinas

hidráulicas motrices. En ellas, el agua que llega por la tubería de presión, es

conducida hacia el rodete por una tobera convergente de sección transversal

rectangular denominada inyector, la que está provista de un órgano regulador de

flujos, que permite regular el caudal según las exigencias de la demanda. Su

principio de funcionamiento se basa en la ecuación fundamental de las

Turbomáquinas.

Características Generales:

Son Turbina de acción.

Saltos netos entre 1 y 200 m.

Rango de nS: 40 a 240.

n< 80% .

Potencia máxima = 6 MW.

No hay peligro de cavitación.

Diseño sencillo y fácil construcción.

Aplicada en aprovechamientos hidroeléctricos de pequeña escala.

Amplio rango de velocidad de giro.

Diámetro de la turbina es independiente del caudal

Regulación de caudal y potencia mediante un álabe ajustable en el inyector.

Son turbinas de flujo cruzado, el flujo de la zona A es desviado por los álabes

de la 1era etapa cruza el rodete y es desviado nuevamente por la 2da etapa,

transfiriendo energía al rodete en cada etapa.

4. VENTILADOR CENTRIFUGO

Son aquellos ventiladores en donde se modifica la dirección del aire en un

ángulo de 90°, es decir, el aire entra en el ventilador con un determinado ángulo

(normalmente entre 80º y 90º) con dirección axial al plano de giro de las aspas y

sale al exterior con un desfase de 90ª grados (entre 0º y 10º) en dirección radial.

Así mismo, se debe tener en cuenta diversas consideraciones con respecto a la

velocidad angular o de giro del ventilador: está directamente relacionado con la

corriente de aire que proporciona, varía con el cuadrado de la presión y al cubo

con respecto a la potencia absorbida por el ventilador

5. BOMBA CENTRIFUGA CON UM MOTOR DE 1hp

La bomba centrífuga, también denominadabomba rotodinámica, es actualmente

la máquina más utilizada para bombear líquidos en general. Las bombas

centrífugas son siempre rotativas y son un tipo de bomba hidráulicaque

transforma la energía mecánica de un impulsor en energía cinética o de presión

de un fluido incompresible. El fluidoentra por el centro del rodete o

impulsor,1 que dispone de unos álabespara conducir el fluido, y por efecto de

la fuerza centrífuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la

carcasa o cuerpo de la bomba. Debido a la geometría del cuerpo, el fluido es

conducido hacia las tuberías de salida o hacia el siguiente impulsor. Son

máquinas basadas en laEcuación de Euler.

6. RODETE DE TURBINA FRANCIS

El rodete es el órgano fundamental de la máquina, único elemento donde se produce

la transformación de energía hidráulica en mecánica, está constituido por álabes

dispuestos en círculo alrededor de un cubo y perimetrados por una llanta. El rodete,

unido al eje de la máquina por un sistema de enchavetado, gira sobre su eje

arrastrando al generador eléctrico.

7. TURBINA PELTON

En este tipo de turbinas Pelton se facilita la colocación del sistema de alimentación en

un plano horizontal, lo que permite aumentar el número de chorros por rueda (4 a 6);

con esto se puede incrementar el caudal y tener mayor potencia por unidad. Se acorta

la longitud del eje turbina-generador; se amenguan las excavaciones; se puede

disminuir el diámetro de rueda y aumentar la velocidad de giro, se reduce en fin el

peso de la turbina por unidad de potencia. Esto hace que la utilización de esta

disposición en turbinas Pelton sea más ventajosa que la disposición horizontal. Su

aplicación es conveniente en aquellos casos donde se tienen aguas limpias que no

produzcan gran efecto abrasivo sobre los alabes e inyectores, debido a que la

inspección y las reparaciones con este montaje se hacen más difíciles.

Por otra parte, las turbinas Pelton se clasifican también en sencillas (un rodete y un

chorro) y múltiples. Las turbinas Pelton se multiplican por el número de chorros,

llamándose Pelton doble, triple, etc. Las turbinas Pelton séxtuples (1 rodete de eje

vertical y 6 chorros) cayeron un tiempo en desuso, por la complicación que entraña su

duodécuple regulación (6 inyectores y 6 pantallas deflectoras y por tanto, 12

servomotores).

 La Turbina Pelton tiene la peculiaridad de aprovechar solamente la energía cinética

del fluido, pues no existe gradiente de presión entre la entrada y la salida de la

máquina.

 Las turbinas Pelton aumentan la velocidad del fluido mediante esta tobera,

produciendo un chorro de agua dirigido a gran velocidad hacia las paletas. Debido a la

forma de éstas, el chorro gira en casi 180º, con lo cual se produce un cambio de

momentum que se traspasa al eje. 

CONCLUSIONES

1. Para toda turbomaquina hidráulica el fluido se caracteriza por ser un fluido

incompresible.

2. Las turbomaquinas se clasifican según el sentido de intercambio de energía

pueden ser motoras y generadoras.

3. La función que cumple la carcasa de la bomba en convertir la energía cinética

en energía de presión.

4. El estudio en el laboratorio amplia nuestro panorama sobre las maquinas

hidráulicas.

BIBLIOGRAFIA

1. Mataix Claudio, “mecánica de fluidos y fluidos y maquinas hidráulicas”, edit.

harla, España, 2003.

2. Pedro Fernández diez, “turbinas hidráulicas”, universidad de Cantabria, edit.

solme, España, 2005.

3. Santos sabrás f, “apuntes de máquinas hidráulicas” volúmenes 1 y 2.Escuela

de ingenieros industriales de san Sebastián, universidad de navarra

4. Streeter V.L.Wylie E.B.: “Mecanica de los Fluidos”: Ed. Mc Graw-Hill

ANEXO

FIGURA.1 FIGURA.2

FIGURA.4

FIGURA.3

FIGURA.5

FIGURA.6

FIGURA.7