Ejercicios Formulas Respuestas Bombas De Desplazamiento Positivo

M.I. José Manuel Garibay Cisneros

Turbomaquinaria

UNIDAD 6. BOMBAS y MOTORES HIDRÁULICOS

6.1 CLASIFICACIÓN DE LAS DESPLAZAMIENTO POSITIVO.

MÁQUINAS

DE

La clasificación de las máquinas hidráulicas está basada en el elemento principal de la máquina, es decir; aquel que intercambia la energía con el fluido, este elemento según el caso se llama Rodete o Embolo. Ahora bien, la clasificación de las máquinas hidráulicas en rotativas y alternativas, según que el elemento intercambiador de energía esté provisto de movimiento de rotación o de movimiento alternativo tiene la ventaja de ser muy clara, por tanto: Las máquinas hidráulicas se clasifican en Turbomáquinas y Máquinas de Desplazamiento Positivo. “Esta clase, además del grupo importante de las bombas de émbolo, comprende el grupo compuesto por los cilindros hidráulicos y neumáticos y las bombas y motores rotativos”.

En las máquinas de Desplazamiento Positivo, también llamadas Máquinas Volumétricas, el elemento intercambiador de energía cede energía al fluido o el fluido a él en forma de energía de presión creada por la variación de volumen. Los cambios de dirección y el valor absoluto de la velocidad no juegan papel esencial alguno. “El principio de funcionamiento de las turbomáquinas es la ecuación de EULER”. “El principio de funcionamiento de las máquinas de desplazamiento positivo es el cambio de volumen”

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► PRINCIPIO DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO En el interior del cilindro que se muestra en la figura, el émbolo se mueve de manera uniforme a la velocidad v, e impulsando un fluido con una presión P. Supondremos que tanto el cilindro como el émbolo son rígidos e indeformables y que el fluido es incompresible. El movimiento del émbolo se debe a la fuerza aplicada F. El émbolo al moverse desplaza al fluido a través del orificio de la figura.

Si el émbolo recorre una distancia L hacia la izquierda, el volumen ocupado por el líquido disminuirá en un valor igual a A·L, como el fluido es incompresible, el volumen desplazado que sale por el orificio también es igual a A·L, el tiempo t empleado en recorrer la distancia L es:

t

L v

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El caudal Q es igual a:

Q

AL  Av t

Si no hay Rozamiento, la potencia comunicada al fluido será:

Pot  Fv Pero sabiendo que:

F  pA Tendremos que:

Pot  Fv  pAv  Qp Debe notarse que el sistema de la figura anterior puede funcionar como BOMBA o como MOTOR, es decir, la máquina puede absorber potencia mecánica

Pot  Fv ó

restituir

potencia

Hidráulica

Pot  Qp (Bomba) ó viceversa (Motor Hidráulico). Tanto en un caso

como en otro, queda en evidencia que:

“El principio de desplazamiento positivo consiste en el movimiento de un fluido causado por la disminución del volumen de una cámara”. El órgano principal de las máquinas de desplazamiento positivo (Desplazador) tiene la misión de intercambiar energía con el fluido. Los diseños se pueden clasificar atendiendo a dos criterios distintos: 1ro. Según el tipo de movimiento del desplazador las máquinas de desplazamiento positivo se clasifican en:

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► MÁQUINAS ALTERNATIVAS y ► MÁQUINAS ROTATIVAS. Las máquinas alternativas se explican con el funcionamiento representado por el embolo pistón (figura anterior). Las máquinas rotativas cuentan con un sin fin de diseños, uno de ellos puede representarse por la siguiente figura:

De A a B el volumen aumenta y la bomba Aspira, de B a A el volumen disminuye y la bomba impulsa.

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-POTENCIA INDICADA y POTENCIA ÚTIL Se llama diagrama del indicador a la representación gráfica de la variación de la presión en el cilindro de una bomba durante una revolución completa del cigüeñal. ► Potencia Indicada o potencia interna de una bomba de émbolo:

pi Asn Pot i  60 v ► Potencia útil:

Pot  QgH ► Rendimiento Hidráulico:

h 

H pi

g

► Rendimiento total:

t  vhm

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MÁQUINAS ROTOESTATICAS. Son máquinas de desplazamiento positivo dotadas de movimiento rotativo. - Se construyen en inmensa variedad de modelos. - Se basan en el principio del desplazamiento positivo y no en el principio de Euler. - Constan de un estator y un rotor, dotado este último de paletas, émbolos, engranes, etc. Según el tipo de máquina. - Son máquinas hidráulicamente reversibles, aunque hay excepciones. Se clasifican: Según el órgano desplazador en: - Máquinas de émbolos - Máquinas de engranajes - Máquinas de paletas Según la variedad del caudal, sin variar el número de revoluciones: - Máquinas de desplazamiento fijo. - Máquinas de desplazamiento variable. (Ver pagina siguiente):

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