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INTRODUCCIÓN A LAS MÁQUINAS HIDRÁULICAS Prof. Jesús De Andrade Prof. Miguel Asuaje Enero 2010
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INTRODUCCIÓN A LAS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
Prof. Jesús De Andrade
Prof. Miguel Asuaje
Enero 2010
Contenido
PARTE I Introducción Definiciones Generales Clasificación de las Turbomáquinas Bombas Centrífugas Comportamiento de las BC en Operación Punto de Funcionamiento Pérdidas Hidráulicas, Volumétricas y Mecánicas Cavitación Semejanza Empuje Radial y Axial Funcionamiento en Serie y en Paralelo Regulación de Bombas Centrífugas Operación de Bombas con Líquidos Viscosos Ventiladores
Definiciones Generales
Máquina:
Es un transformador de energía
Máquina de fluido donde latransformación de energía se realizapor medio de la variación de volumende una cámara, cilindro o cavidadinterna de la máquina.
Máquina de Fluido:
Máquina Volumétrica:
Máquina donde se intercambia energía conun fluido
A
B
A
B
Definiciones Generales
Definiciones Generales
Turbomáquina:
Máquina de fluido en donde la transformaciónde energía se realiza por medio de lavariación del momento cinético del fluido quela atraviesa
Máquinas de Desplazamiento Positivo
El volumen de líquido desplazado por un sólido es igual al volumen del mismo.
s
s
Máquinas Rotodinámicas
w
b2
w
H
Definiciones Generales
Turbomáquina Hidráulica:
Es aquella en cuyo estudio y diseño sedesprecian los efectos decompresibilidad del fluido, es decir, ladensidad del fluido se asumeconstante en su paso a través de lamáquina
Definiciones Generales
Turbomáquina Térmica:Es aquella en cuyo estudio y diseño no se desprecian los efectos decompresibilidad del fluido, es decir, la densidad del fluido varía en su pasoa través de la máquina.
Clasificación de las Máquinas de Fluidos según el tipo de fluido
Máquinas de Fluido
Hidráulicas( = cte.)
Térmicas( ≠ cte.)
Rotodinámicas
Turbomáquinas
Volumétricas
Desplazamiento Positivo
Rotodinámicas
Turbomáquinas
Volumétricas
Desplazamiento Positivo
Clasificación de las Máquinas
Según Principio de Funcionamiento
Máquinas que Producen Trabajo
Máquinas que Requieren trabajo
Volumétricas Turbomáquinas
Motores
BombasCompresores
Según su FormaRotativos
Reciprocantes
Axiales
Radiales
Turbinas
BombasCompresores
Clasificación de las Turbomáquinas
Según: Recorrido del flujo a través de los álabes:
Axiales:
Paralelo al eje de rotación
Radiales:El fluido entra en dirección axial y sale girado 90° o en dirección radial
Mixtas:El fluido entra en dirección axial y sale girado en un ángulo < 90°
Diagramas de Selección
Las Máquinas que Requieren Trabajo
Las Máquinas que Producen Trabajo
Turbomáquinas Hidráulicas
BOMBAS
Bomba:
Máquina de fluido que transforma energía mecánica en energía hidráulica
Sistema de Bombeo de una Fuente
Bomba Centrífuga
Nunca está sola. Requiere trabajo
Clasificación de las Bombas según Funcionamiento
BOMBAS ROTODINÁMICAS
FLUJO RADIAL O MIXTO
FLUJO AXIAL
DESPLAZAMIENTO POSITIVO
SIMPLE ETAPA
MULTIETAPA
SUCCIÓN SIMPLE
DOBLE SUCCIÓN
ROTOR CERRADO
ROTOR ABIERTO
AUTO-CEBANTECEBANTE
SIMPLE ETAPA MULTIETAPA
ROTOR CERRADO
ROTOR ABIERTO
PERIFERICASIMPLE ETAPA
MULTIETAPA
AUTO-CEBANTE
CEBANTE
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Bomba Centrífuga
Diagrama Bomba Centrífuga (close couple single stage)
Diagramas de Eficiencia
Curvas Características de una Bomba Centrífuga
Selección del Diámetro Ideal de la Bomba
CAVITACIÓN
Estación de Bombeo
Estación de Bombeo
Las Centrales Hidroeléctricas
1. Embalse superior2. Presa3. Galería de
conducción4. Tubería forzada5. Central6. Turbinas y
generadores7. Desagües8. Líneas de
transporte de energía eléctrica
9. Embalse inferior o río
Sistemas de Generación Hidráulicos
Turbina Francis
Turbina Kaplan
Aprox. 17.000 MW
Diagrama de Centrales Hidroeléctricas
Central Hidroeléctrica GURI
PRESAS DE
CONCRETO
Elevación de la cresta 272 msnm
Altura máxima desde la
fundación
162m
Ancho de los monolitos 23 y 28 m
Longitud Total 1.304m
CASAS DE MÁQUINAS 1 2
Número de unidades
generadoras
10 10
Ancho de cada módulo 23 m 28 m
Longitud total 263,5 m 398,3 m
Potencia Máxima Instalada a
270msnm
3.006MW 7.300MW
Velocidad de operación
unidades
120-128,6 rpm 112,5 rpm
Capacidad de los
generadores
185-230-360
MVA
700MVA
Factor de sobrecarga 1,15 1,15
Factor de potencia 0,95 0,90
CANALES DE
DESCARGA
1 2
Ancho de cada módulo 70m 150m
Longitud total 1.497,5m 2.800m
Compuertas
TURBINAS
Producen Trabajo
Tipos de Turbina Hidráulica
Selección de Turbinas
Potencia [kW]
Carg
a [
m]
Selección de Turbinas
Selección de Turbinas
