SEMANA 3

• 2. Maquinas hidráulicas.

– Clasificación de las máquinas hidráulicas.

– Maquinas hidráulicas motrices. Descripción. Clasificación.

– Maquinas hidráulicas generatrices. Descripción. Clasificación.

– Maquinas hidráulicas mixtas. Descripción. Clasificación.

CLASIFICACION GENERAL DE LAS MAQUINAS HIDRAULICAS

CLASIFICACION DE LASMAQUINAS HIDRAULICAS

• Las Máquinas Hidráulicas se clasifican en tres grandes grupos

– Máquinas Hidráulicas Motrices

– Máquinas Hidráulicas Generatrices

– Máquinas Hidráulicas Mixtas

MAQUINAS HIDRAULICASMOTRICES

• Transforman la energía hidráulica latente en el fluido en susdistintas formas, en la energía mecánica

• Generalmente la energía mecánica lograda se transformaraen movimiento de rotación

• Se las conoce genéricamente como Turbinas Hidráulicas

MAQUINAS HIDRAULICASGENERATRICES

• Reciben trabajo externo y transforman la energía mecánicarecibida en energía hidráulica

• Proporcionan al fluido un aumento de su energía potencial,energía cinética o energía de presión

• Se las conoce genéricamente como Bombas Hidráulicas

MAQUINAS HIDRAULICASMIXTAS

• Transforman una forma de energía hidráulica del fluido enotra forma de energía hidráulica del mismo fluido

• Las mismas se fundamentan es principios hidrostáticos ohidrodinámicos

• Se las utiliza generalmente para transmitir o transformar laenergía mecánica de un sistema en energía mecánica de otrosistema, los mas conocidos son los Eyectores, AcoplamientosHidrodinámicos y Conversores de Par Hidrodinámicos

CLASIFICACION GENERAL DE LAS MAQUINAS HIDRAULICAS

MOTRICES

CARACTERISTICA FUNDAMENTAL

• La característica fundamental de las Maquinas HidráulicasMotrices, es que las mismas constan de un mecanismodenominado genéricamente como “órgano receptor” que esel responsable de adquirir la energía hidráulica de fluido ytransmitirla generalmente como energía mecánica derotación

CLASIFICACION DE LAS MAQUINAS HIDRAULICAS MOTRICES

• Las Máquinas Hidráulicas Motrices, comúnmentedenominadas TURBINAS, se las pueden clasificar según:

– El Grado de Reacción

– La Trayectoria del Fluido

– Los Aspectos Constructivos

GRADO DE REACCION

• Las turbinas hidráulicas pueden ser clasificadas según grado de reacción en:

– Turbinas de acción

– Turbinas de reacción

LA TRAYECTORIA DEL FLUIDO

• La trayectoria que sigue la partícula de fluido

– Turbinas de acción total

» Turbinas radiales

» Turbinas axiales

» Turbinas de flujo mixto o diagonal

– Turbinas de acción parcial.

» Turbinas de flujo tangencial

LOS ASPECTOS CONTRUCTIVOS

• Las turbinas hidráulicas pueden ser clasificadas según sus aspectos constructivos

– Turbinas Tipo Francis

– Turbinas Tipo Kaplan

– Turbinas Tipo Pelton

– Turbinas Tipo Michell-Banki

– Turbinas Tipo Hélice

– Turbinas Tipo Deriaz

– Turbinas Tipo Tubulares

– Turbinas Tipo Bulbo

– Turbinas Tipo Straflo

TURBINA FRANCIS

TURBINA FRANCIS

TURBINA KAPLAN

TURBINA KAPLAN

TURBINA PELTON

TURBINA PELTON

TURBINA MICHELL-BANKI

TURBINA MICHELL-BANKI

TURBINA HELICE O PROPELLER

TURBINA DERIAZ

CLASIFICACION GENERAL DE LAS MAQUINAS HIDRAULICAS

GENERATRICES

CARACTERISTICA FUNDAMENTAL

• La característica fundamental de las Maquinas HidráulicasGeneratrices, es que las mismas constan de un mecanismodenominado genéricamente como “órgano propulsor” quees el responsable de transmitir la energía mecánica al fluido

CLASIFICACION DE LAS MAQUINAS HIDRAULICAS GENERATRICES

• Por la forma mediante la cual transforman la energíamecánica en energía hidráulica del fluido, las MáquinasHidráulicas Generatrices se clasifican en:

– Bombas rotodinámicas o Turbobómbas

– Bombas de desplazamiento positivo o Volumétricas

– Bombas de accionamientos especiales

BOMBAS ROTODINAMICAS

• Las bombas rotodinámicas también son denominadasturbobómbas

• La principal característica de las bombas rotodinámicasconstituye el órgano propulsor rotativo, que transforma laenergía mecánica en energía cinética del fluido

• La partícula de fluido que ingresa al cuerpo de la bomba nosigue la misma trayectoria, dirección de la velocidad oaceleración del órgano propulsor o rotor de la bomba

• La descarga o caudal entregada por la bomba depende de lascaracterísticas constructivas de la bomba, así como la de lasinstalaciones hidráulicas a la que está conectado y delnumero de revoluciones del órgano propulsor

• Las turbobombasrequieren de unórgano difusor orecuperador, en la quese transforma laenergía hidráulicacinética en energíahidráulica de presión.

CLASIFICACION DE LAS TURBOBOMBAS

• Las turbobómbas pueden clasificarse de varias manerasatendiendo a diversas características, que pueden ser:

– El tipo del rotor

– La trayectoria del fluido en el rotor

– El numero de rotores

– El numero de entradas de aspiración

– La forma de transformación de la energíahidráulica cinética en energía hidráulica de presión

– La posición del eje

– La velocidad especifica

– La finalidad o uso

TIPO DEL ROTOR

• El rotor, órgano propulsor de las bombas rotodinámicas,también denominado impulsor, es esencialmente una piezacónica o troncocónica dotada de palas o álabes

• Pudiendo ser:

– Cerrado: consta de un disco al cual se fijan las palas oalabes y una corona exterior circular también sujeta alas palas

– Abierto: consta de un disco al cual se fijan las palas oalabes y carecen de corona exterior

TRAYECTORIA DEL FLUIDOEN EL ROTOR

• Conforme la trayectoria descripta por la partícula del fluido que alcanza el rotor de la bomba, esta se clasifica en:

– Bomba Centrifuga o Radial

– Bomba Helicocentrífuga

– Bomba Helicoidal

– Bomba Axial

BOMBA CENTRIFUGA

• El fluido ingresa paralelamente al ejedel rotor y es dirigido por las palas oalabes hacia la periferia del rotor en ladirección radial.

• El fluido describe trayectoriascontenidas en planos normales al rotor.

• Los rotores generalmente poseen palaso alabes de simple curvatura (alabescilíndricas)

BOMBA HELICOCENTRIFUGA

• El fluido ingresa al rotor axialmentealcanzando el borde de entrada de losalabes, que es de doble curvatura yabandona el borde de salida de losalabes ligeramente inclinado respectoal eje del rotor

• El disco posterior de fijación de losalabes forma un ángulo respecto al ejedel la bomba

BOMBA HELICOIDAL

• El fluido ingresa axialmente al rotor yalcanza el borde de entrada de losalabes casi axialmente; el borde desalida de los alabes del rotor estánbastantes inclinadas respecto al eje delrotor; la trayectoria del fluido en el rotores una hélice cónica

• El rotor normalmente es del tipo abiertoy la base de fijación de los alabes es conforma de cono; las palas o alabes delrotor son bastantes curvas e inclinadasen relación al eje del rotor

BOMBA AXIAL

• Las partículas de fluido recorrenuna trayectoria que se iniciaparalelamente al eje del rotor y setransforman en hélices cilíndricas

• Los alabes del rotor producen unvórtice forzado que se superponeal flujo axial del fluido

NUMERO DE ROTORES

• Conforme el numero de rotores montados sobre el mismoeje, las bombas se clasifican en:

– Bomba de Simple Etapa

– Bomba de Múltiple Etapa

BOMBA DE SIMPLE ETAPA

• Estas bombas tienen montado sobre el eje un solo rotor

• La transmisión de energía al fluido se realiza por tantoen una sola etapa

BOMBA DE MULTIPLE ETAPA

• Sobre el mismo eje de la bomba se hallan montados variosrotores, todos ellos ubicados en una misma cajadimensionada de modo que el flujo a través de los mismossea posible

• El fluido pasa sucesivamente por los rotores; el paso delfluido por cada rotor o difusor constituye un etapa

• El difusor de palas guías generalmente ubicado entre dosrotores consecutivos se denomina distribuidor de la bomba

NUMERO DE ENTRADAS DE ASPIRACION

• Según la forma como el fluido ingresa al cuerpo del rotor de labomba, esta se clasifica en:

– Bombas de aspiración simple

– Bombas de aspiración doble

BOMBAS DE ASPIRACION SIMPLE

• El rotor de la bomba solo tiene la posibilidad de recibir elfluido por un solo lado

BOMBA DE ASPIRACION DOBLE

• El rotor tiene formasimétrica respecto al planonormal al eje y la posibilidadde recibir fluido por ambossentidos

• La principal ventaja de estetipo de bombas es elequilibrio axial al quepresenta el rotor

FORMA DE TRANSFORMACION DE LA ENERGIA

• De acuerdo al dispositivo con que cuenta la bomba para latransformación de la energía hidráulica cinética en energíahidráulica de presión, se pueden clasificar en:

– Bombas con colector en caracol

– Bombas con difusor directriz o palas guías

– Bombas con colector tronco cónico

Colector

Troncocónico

POSICION DEL EJE

• Conforme la disposición del eje de la bomba, esta puede ser:

– De Eje Horizontal

– De Eje Vertical

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO O VOLUMETRICAS

• Por lo general el órgano propulsor de la bomba comunicaenergía hidráulica de presión al fluido

• La principal característica de las bombas de desplazamientopositivo constituye que la partícula de fluido en contacto conel órgano propulsor de la bomba tiene aproximadamente lamisma trayectoria que el órgano propulsor de máquina

• En las bombas de desplazamiento positivo existe una relaciónconstante entre la descarga y la velocidad del órganopropulsor de la bomba.

CLASIFICACION DE LAS BOMBAS VOLUMETRICAS

• Las bombas de desplazamiento o positivo volumétricaspueden ser:

– Alternativas: el fluido recibe la acción de fuerzasdirectamente de un pistón, embolo o diafragma.

– Rotativas: el fluido recibe la acción de fuerzas deuna o mas piezas rotativas que comunican energíade presión.

CLASIFICACION DE LAS BOMBAS ALTERNATIVAS

Simplex

Múltiplex

Simple efecto

Simplex

Duplex

Doble efecto

Pistón o embolo

Múltiplex

Simplex

Diafragma

Alternativas

BOMBAS DE PISTON

• SIMPLE EFECTO: el pistón solo acciona en una de sus caras

• DOBLE EFECTO: el pistón acciona en ambas caras

• SIMPLEX: existe unasola cámara conpistón, émbolo odiafragma.

• MULTIPLEX: existemás de una cámaracon pistón, émbolo odiafragma.

BOMBA DE DIAFRAGMAO MEMBRANA

CLASIFICACION DE LAS BOMBAS ROTATIVAS

Deslizantes

FlexiblesPaletas oscilantes

Pistón rotativo

Elemento flexible

Tornillo simple

Exteriores

Interiores

Dobles

Múltiples

Engranajes

Rotor lobular

Pistones oscilantes

Tornillo

Rotor unitario

Rotores múltiples

Rotativas

BOMBA DE ROTOR UNITARIO Y PALETAS DESLIZANTES

BOMBA DE ROTOR CON ELEMENTO FLEXIBLE

BOMBA DE PISTON ROTATIVO

BOMBA DE TORNILLO SIMPLE

BOMBA DE TORNILLO DOBLE

BOMBA DE ENGRANAJE

BOMBA DE ROTOR LOBULAR

BOMBAS ESPECIALES

MAQUINAS HIDRAULICASMIXTAS

EL EYECTOR

ACOPLAMIENTO HIDRORINAMICO

CONVERSOR HIDRODINAMICO