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    Sesión 02 Abril 04 2024 Turbomaquinas - Introduccion

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    ALEX JERSON FLORES QUISPE
    Turbomaquinas_introduccion

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    Turbomaquinas_introduccion

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    Sesión 02 Abril 04 2024 Turbomaquinas_introduccion

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    Turbomaquinas_introduccion

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    Sesión 1

    Capítulo I
    Introducción a
    Turbomáquinas
    FAC. DE ING. ELECTRICA Y ELECTRONICA
    UNMSM
    Docente: Mg. Alberto V. Cervantes Castro
    Fecha: Abril 04, 2024
    CALENDARIO DE CLASES
    Semana 01 Marzo 28 2024 Semana 09 Mayo 23 2024

    Semana 02 Abril 04 2024 Semana 10 Mayo 30 2024

    Semana 03 Abril 11 2024 Semana 11 Junio 06 2024

    Semana 04 Abril 18 2024 Semana 12 Junio 13 2024

    Semana 05 Abril 25 2024 Semana 13 Junio 20 2024

    Semana 06 Mayo 02 2024 Semana 14 Junio 27 2024

    Semana 07 Mayo 09 2024 Semana 15 Julio 04 2024

    Semana 08 Mayo 16 2024 Ex. Parcial Semana 16 Julio 11 2024 Ex. Final
    Turbomáquinas
    Introducción
    EVALUACION

    ASISTENCIA A CLASES y entrega de trabajos:


    NF =
    EP + EF + 2PP • Se aplicará reglamento al momento de
    cualquier reclamo.
    4
    • Es responsabilidad de cada alumno enterarse
    de los trabajos que se deben elaborar.
    EP: EXAMEN PARCIAL
    • Trabajos entregados fuera de fecha, se
    calificarán sobre 15 puntos (por un día de
    EF: EXAMEN FINAL atraso) y sobre 10 puntos (por dos o mas días
    PP: PROMEDIO DE EXPOSICIONES+CONTROLES de atraso)
    DE LECTURA+TRABAJOS
    Temari
    • Definición o
    • Clasificación
    General
    • Aplicaciones
    • Definición de turbo máquina
    • La palabra turbo máquina es derivada de la
    palabra latina Turbo, lo que significa que gira o
    rota.

    • Esta definición incluye varios tipos de


    máquinas, cuya característica principal es que
    tienen una flecha que gira y sobre la cual
    están montados un número de alabes que se
    mueven porque el fluido de trabajo entra en
    contacto con ellos.

    • Se diferencian de las máquinas de


    desplazamiento positivo en que existe
    VIDEO 1
    continuidad entre el fluido que entra y, por
    • Una Turbomáquina es aquella máquina
    cuyo componente principal es un
    rotor a través del cual pasa un fluido
    de forma
    continua su cantidad de
    cambiando esto
    movimiento,
    como siendo aprovechado
    una entrega de energía del
    fluido a la máquina (turbomáquinas
    motoras) o de la máquina al fluido
    (turbomáquinas generadoras).

    VIDEO 2 VIDEO 3
    TURBOMAQUINAS TURBOMAQUINAS
    MOTORAS GENERADORAS
    Panorama cualitativo de los campos científico-técnológico que
    intervienen en el estudio de las turbomáquinas

    El estudio de las turbomáquinas ha progresado mucho en las últimas


    décadas, pasando a ser un campo tecnológico multidisciplinar y de
    grandes innovaciones debido al creciente interés por la investigación del
    flujo en el interior de los distintos equipos.
    Las variables básicas que
    intervienen en el estudio de
    turbomáquinas
    • Variables geométricas (diámetros,
    ángulos, espesores, huelgos,...).

    • Variables mecánicas (par, velocidad de


    giro, potencia en el eje, esfuerzos,...).

    • Variables fluidodinámicas (presión,


    velocidad, caudal, temperatura,
    densidad, viscosidad,…)
    Aspectos importantes de
    las Turbomáquinas
    • Están compuestas principalmente de un
    rodete, también llamado rotor o alabes
    móviles.
    Aspectos importantes de
    las Turbomáquinas
    • Por el rotor pasa un fluido continuo, no tiene
    que ser constante sólo continuo (no se
    acumula ni se pierde fluido, éste sólo entra
    y sale del rotor de manera continua).
    Aspectos importantes de
    las Turbomáquinas
    • Existe un cambio de la cantidad de
    movimiento del fluido, generando fuerzas
    que se aplican al rotor.
    PELTON FRANCIS
    Clasificación de las
    •Turbomáquinas
    Según su aprovechamiento de
    energía.

    • Según el tipo de fluido de trabajo.

    • Según la forma del rodete o la


    proyección que tiene el fluido
    cuando pasa a través de la
    turbomáquina.

    • Según el cambio de presión del


    CLASIFICACIÓN
    • Según el aprovechamiento de la energía
    – Generadoras de energía al fluido
    – Receptoras de energía del fluido
    • Según el tipo de fluido de trabajo (fluido que
    manejan):
    – Turbomaquinas de fluido compresible
    – Turbomaquinas de fluido incompresible:
    • Según la forma del rodete
    – Axiales
    – Radiales
    – Mixtas
    • Según el cambio de presión del fluido en el rodete.
    – Turbinas de reacción
    • La energía disponible en forma de presión es convertida en
    energía mecánica
    – Turbinas de acción
    • No hay variación de presión en el rotor
    • Solamente la energía cinética se transforma en energía
    Aumento de presiónBombas
    Generador Aumento de energía potenciaTornillo de
    T
    a Arquímides Generación energía
    Hidráulicas
    cinéticaHélices marinas
    U Flujo
    incompresible Disminución de energía cinéticaTurbinas Pelton
    (Acción)
    Receptor
    Turbinas KaplanAxial
    R a Disminución de
    presión Turbinas Francis
    Radial
    B
    Aumento de energía cinéticaventiladores
    ΔP>7kPa
    Sopladores ΔP<300
    O Generador kPa
    a
    Aumento de presión
    Compresores ΔP>300
    M Térmicas
    kPa Aumento de energía cinéticaHélices
    Turbinas de
    Flujo vapor
    (Aeronáutica)
    Disminución de
    compresible
    entalpía
    Á Receptor Turbinas de gas
    a Disminución de energía
    cinéticaAeroturbinas
    Q

    U
    Forma del Rodete o Proyección del
    Fluido
    Aprovechamiento de
    energía

    Generadora: Motora:
    e2>e1 e1>e2
    Flujo Axial en una
    turbina
    Acoplamiento circunferencial
    (x,) de un rotor- estator

    Vista meridional en 3D y
    2D Vista en
    cascada
    SUPOSICIONES
    • El flujo es simétrico en la dirección circunferencial. No hay
    variación en el flujo de un lado de los alabes al otro.

    • Se considera un flujo medio entre el hub y el casing. Esto es


    razonable para alabes cortos, sin embargo para álabes mas
    largos se debe hacer el cálculo a diferentes radios.

    • El flujo es estable. Aunque el estado del arte en el diseño de


    los alabes sugiere un flujo inestable, la mayoría de la
    turbomaquinaría actual ha sido diseñada con la suposición
    de flujo estable.
    •
    • El flujo sigue exactamente al álabe. No existe desviación
    entre la dirección que los alabes señalan y la dirección en
    la que el fluido viaja. El flujo sigue el ángulo de los álabes.
    Aplicaciones de las
    Turbomaquinas

    Propulsión con turbinas de Generación de energía con


    gas turbinas de viento

    Rotor de una turbina de Bomba de


    vapor agua
    Hélice Tornillo de
    marina Arquímides

    Compresor
    Turbina axial
    Kaplan

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