Aplicar la Ecuación fundamental de las turbomáquinas para la solución de problemas de turbomaquinaria.

0

Aplicar la Ecuación fundamental de las

turbomáquinas para la solución de problemas

de turbomaquinaria.

Ensayo competencia 2

Alumno: José Gerardo Bocanegra Ruiz 28/09/15

Máquinas de Fluidos Incompresibles Profesor: Héctor Rojas Garduño

Instituto Tecnológico de Celaya

Aplicar la Ecuación fundamental de las turbomáquinas para la solución de problemas de turbomaquinaria.

1

Aplicar la Ecuación fundamental de las turbomáquinas (E. de

Euler en todas sus formas) para la solución de problemas de

turbomaquinaria.

Introducción

Para entender mejor a las turbomáquinas se empleara en esta competencia la ecuación de

Euler para lo cual se deben entender bien los conceptos básicos, pues el intercambio de

energía mecánica y de fluido en una turbomáquina se verifica únicamente en el rodete.

Los restantes órganos de la máquina por donde circula el fluido son conductos o

transformadores de energía que posee el fluido. Entonces podemos entender que el

intercambio de energía se obtiene por una acción mutua (acción-reacción) entre las

paredes de los álabes y el fluido. La acción resultante del rodete sobre el fluido, será una

fuerza, cuyo valor podrá calcularse mediante el principio de la cantidad de movimiento.

Objetivo

Comprender los conocimientos básicos que rodean a la Ecuación de Euler e identificar

sus formas en las que esta puede utilizarse, para así poder conocer más afondo el

funcionamiento de una turbomáquina.

Desarrollo

Primera forma de la ecuación de Euler

Entendamos que así como la ecuación de Bernoulli es la ecuación fundamental de la

hidrodinámica, la ecuación de Euler es la ecuación fundamental de las turbomáquinas,

donde se prefiere utilizar la ecuación de Euler en forma de altura, pues la altura es una

variable de gran significado físico: altura bruta de un salto de agua, altura neta de una

turbina hidráulica, altura de elevación de una bomba, etc. Esta relación nos da el trabajo

específico con el estado termodinámico y cinemático del fluido con las velocidades del

fluido y de la turbomáquinas a través de la combinación de la energía y de la cantidad

angular de movimiento. Pero esta primera forma es válida para un análisis

unidimensional.

Segunda forma de la ecuación de Euler

Se comprendió que la segunda forma de la ecuación de Euler es útil para discernir los

mecanismos de transferencia de energía. Esta la interpretare como la suma de la energía

transferida debido al cambio en energía cinética absoluta del fluido al atravesar la

Aplicar la Ecuación fundamental de las turbomáquinas para la solución de problemas de turbomaquinaria.

2

turbomáquinas, más la energía transferida debido a las fuerzas centrífugas a medida que

el fluido se mueve en dirección radia y más la transferencia debido al cambio en la energía

cinética del fluido en la turbomáquinas es igual al cambio total de la energía.

Triangulo de Velocidades

Entendamos que se usan diagramas de velocidad en forma de triángulo que corresponden

a la mitad del paralelogramo formado por una velocidad tangencial, una velocidad relativa

y una velocidad absoluta. Se llaman triangulo de entrada y triangulo de salida.

Grado de reacción

Tome la idea de que la transferencia de energía entre el fluido y el rodete se realiza bajo

forma de energía cinética y de energía de flujo lleva a la definición de grado de reacción,

que es la fracción de energía total entregada al fluido que es dada en forma de presión. La

magnitud física presión no tiene un significado energético directo, en cambio ésta está

íntimamente ligada a la entalpía, la cual si tiene un grandísimo significado energético

Velocidad especifica

Como normalmente a la velocidad representada por m/s, esta se aplicara en las mismas

unidades a la velocidad específica, denominada también velocidad específica absoluta o

velocidad angular específica, corresponde al número de revoluciones por minuto que

daría una turbina semejante a la que se desea proyectar, la cual, instalada en un salto de 1

m. de altura, proporcionaría una potencia de 1 CV Así como la ecuación de Bernoulli es

la ecuación fundamental de la hidrodinámica, la ecuación de Euler es la ecuación

fundamental de las turbomáquinas.

Conclusión

Las turbomáquinas son las máquinas de flujo incompresible más utilizadas y cada día

sustituyen a más aplicaciones de las máquinas de desplazamiento positivo, comprender

su funcionamiento desde sus bases es fundamental para poder diseñar desde el flujo de

entrada como el de salida, las velocidades que se maneja en el fluido como la potencia

que requerirá la máquina. Hasta la forma de los alabes y el ángulo con el que deben de ir

pueden ser conocidos con los conocimientos entendidos en esta investigación.

Bibliografía

1. Motta, Robert L. Mecánica de Fluidos. Prentice Hall.

2. Matáis, Claudio. Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Editorial Halla.

3. Yenes A. Congela, John M. Címbalo. Mecánica de fluidos, fundamentos y

aplicaciones. Editorial Mc Graw Hill. 2006.