tipos y diferencias entre bombas y turbinas

UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI

ING.MEC-ELECTRICATURBOMAQUINAS

TIPOS Y DIFERENCIAS ENTRE BOMBAS Y TURBINAS

Fecha 08/04/2010 Pgina 1 de 12

UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIASCARRERA PROFESIONAL DE ING. MEC- ELECTRICATRABAJO DE INVESTIGACIONTIPOS Y DIFERENCIAS ENTRE BOMBAS Y TURBINAS

Dirigido A

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Ing. Luis Madrid Docente curso Turbomquinas

Presentado Por

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Helard Bejarano Otazu

ILO, ABRIL 2010

Helard Bejarano Otazu Ing. Mecnica - Elctrica





PRESENTACIN

El presente trabajo es el resultado de una ardua investigacin, en este se pretende dar a conocer al lector los tipos de bombas y turbinas, sus clasificaciones y especificaciones, adems de identificar las diferencias que existen entre ellas.

En el primer capitulo podremos la definicin de una bomba, observaremos adems que existen diversas clasificaciones de bombas, debido a diversas caractersticas y utilizaciones, de las cuales describiremos las tres mas resaltantes..

En el segundo capitulo analizaremos los tipos de turbinas, sus caractersticas generales y sus diversos usos en la industria.

Y por ultimo analizaremos las diferencias mas relevantes que podemos encontrar entre las bombas y las turbinas de manera general, en el capitulo ultimo.

Esperando sea de gran utilidad, con el sincero propsito de aportar un granito mas de arena al amplio mundo de la ingeniera.

Atentamente

El Autor






NDICE


I.

CAPITULO I

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A.

BOMBAS

1. 2.

DEFINICION CLASIFICACIONES a) Segn el Instituto de Hidrulica de los EE. UU (1) (2) Bombas de desplazamiento positivo Bombas Centrifugas (a) Partes de una bomba centrifuga:Tubera de aspiracin Impulsor o rodete Tubera de impulsin

(3) (4) 3. ESQUEMA

Segn el sistema donde funcionarn Segn la forma fsica de la bomba






II.

CAPITULO II

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08

B.

TURBINAS

1. 2.

DEFINICION.CLASIFICACION:

a) (1) (2) (3) (4) b) (1) (2) (3)

TURBINAS HIDRAULICAS Turbinas radiales Turbinas axiales Turbina de impulso Turbina de reaccin PRINCIPALES TURBINAS HIDRAULICAS Turbina Kaplan Turbina Pelton Turbina Francis

III.

CONCLUSIONES

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IV.

BIBLIOGRAFIA

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TIPOS Y DIFERENCIAS ENTRE BOMBAS Y TURBINAS CAPITULO I A.1.


BOMBASDEFINICION.- Un equipo de bombeo es un transformador de energa, mecnica que puede proceder de un motor elctrico, trmico, etc. Y la convierte en energa, que un fluido adquiere en forma de presin, de posicin y de velocidad CLASIFICACION.- Existe una diversidad de clasificacin de bombas que ocasionalmente puede causar confusin al intentar ubicarlas dentro de un cierto tipo, clave u otra distincin, - Segn el Instituto de Hidrulica de los EE. UU.: los clasifica segn la forma cmo el fluido se desplaza dentro de los elementos de la bomba, as tenemos: o Bombas de desplazamiento positivo: el fluido se desplaza a presin dentro de una carcasa cerrada, como resultados del movimiento suavizado de un pistn o embolo. Dentro de estas tenemos: reciprocantes y rotativos o Bombas Centrifugas: el fluido es desplazado por el movimiento circular de uno o varios impulsores provistos de alabe. Dentro de estas tenemos: de flujo radial, mixto o axial. Funcionamiento de las bombas centrifugas: Las bombas centrfugas mueven un cierto volumen de lquido entre dos niveles; son pues, mquinas hidrulicas que transforman un trabajo mecnico en otro de tipo hidrulico. Los elementos constructivos de que constan son: (a) Una tubera de aspiracin, que concluye prcticamente en la brida de aspiracin. (b) El impulsor o rodete, formado por una serie de labes de diversas formas que giran dentro de una carcasa circular. El rodete va unido solidariamente al eje y es la parte mvil de la bomba. El lquido penetra axialmente por la tubera de aspiracin hasta el centro del rodete, que es accionado por un motor, experimentando un cambio de direccin ms o menos brusco, pasando a radial, (en las centrfugas), o permaneciendo axial, (en las axiales), adquiriendo una aceleracin y absorbiendo un trabajo. Los labes del rodete someten a las partculas de lquido a un movimiento de rotacin muy rpido, siendo proyectadas hacia el exterior por la fuerza centrfuga, de forma que abandonan el rodete hacia la voluta a gran

2.






velocidad, aumentando su presin en el impulsor segn la distancia al eje. La elevacin del lquido se produce por la reaccin entre ste y el rodete sometido al movimiento de rotacin; en la voluta se transforma parte de la energa dinmica adquirida en el rodete, en energa de presin, siendo lanzados los filetes lquidos contra las paredes del cuerpo de bomba y evacuados por la tubera de impulsin. La carcasa, (voluta), est dispuesta en forma de caracol, de tal manera, que la separacin entre ella y el rodete es mnima en la parte superior; la separacin va aumentando hasta que las partculas lquidas se encuentran frente a la abertura de impulsin; en algunas bombas existe, a la salida del rodete, una directriz de labes que gua el lquido a la salida del impulsor antes de introducirlo en la voluta. (c) Una tubera de impulsin. La finalidad de la voluta es la de recoger el lquido a gran velocidad, cambiar la direccin de su movimiento y encaminarle hacia la brida de impulsin de la bomba. La voluta es tambin un transformador de energa, ya que disminuye la velocidad (transforma parte de la energa dinmica creada en el rodete en energa de presin), aumentando la presin del lquido a medida que el espacio entre el rodete y

la carcasa aumenta - Segn el sistema donde funcionarn: Consiste en saber si la bomba succionara del recipiente y con alturas variables o si la bomba se instalar en un sumidero o en una fosa. As mismo en necesario el lquido que la bomba manejar: si con voltiles, viscosos, calientes o pastas aguadas, que as se manejar el concepto de densidad y partculas que la bomba pueda impulsar. - Segn la forma fsica de la bomba: Se debe tener en cuenta que existen bombas de eje horizontal o vertical, ambas de empujes centros o de desplazamiento positivo, baja o alta velocidad, tambin la especificacin de los materiales deben ser compatibles con los lquidos que se bombearn.




TIPOS Y DIFERENCIAS ENTRE BOMBAS Y TURBINAS3. ESQUEMA Segn el Instituto de Hidrulica de los EE. UU:





TIPOS Y DIFERENCIAS ENTRE BOMBAS Y TURBINAS CAPITULO II B. TURBINAS


1. TURBINAS HIDRAULICAS: Son Turbomquinas que permiten la transferencia de energa del agua a un rotor provisto de alabes, mientras el flujo pasa a travs de ellos. Turbinas radiales: Cuando el paso del agua por el rotor se efecta en direccin radial, la ms representativa es la Francis Turbinas axiales: Cuando el paso por entre los alabes se hace en direccin al eje de la maquina, de las que por ejemplo son la Kaplan y la Pelton, aunque esta ultima se clasifica tambin como tangencial, por la forma particular de ataque del agua al rotor. Turbina de impulso : aprovecha solamente la energa cintica del agua, de las que es ejemplo caracterstico la Pelton. Turbina de reaccin: Cuando es capaz de utilizar la energa esttica del agua, como la Francis y La Kaplan. El grado de reaccin de estas mquinas es siempre menor a la unidad, lo que quiere decir que tambin pueden aprovechar la energa dinmica del agua.

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Las tres turbinas citadas, Francis, Pelton y Kaplan, son las principales turbinas hidrulicas empleadas en la actualidad, es por eso que son conocidas como las tres grandes. (1) PRINCIPALES TURBINAS HIDRAULICAS: (a) TURBINA KAPLAN: Las turbinas Kaplan son turbinas de agua de reaccin de flujo axial, con un rodete que funciona de manera semejante a la hlice de un barco, y deben su nombre a su inventor, el austriaco Viktor Kaplan. Se emplean en saltos de pequea altura. Las amplias palas o labes de la turbina son impulsadas por agua a alta presin liberada por una compuerta. Los labes del rodete en las turbinas Kaplan son siempre regulables y tienen la forma de una hlice, mientras que los labes de los distribuidores pueden ser fijos o regulables. Si ambos son regulables, se dice que la turbina es una turbina Kaplan verdadera; si solo son regulables los labes del rodete, se dice que la turbina es una turbina Semi-Kaplan. Las turbinas Kaplan son de admisin radial, mientras que las Semi-Kaplan pueden ser de admisin radial o axial. Para su regulacin, los labes del rodete giran alrededor de su eje, accionados por unas manijas, que son solidarias a unas bielas articuladas a una cruceta, que se desplaza hacia arriba o hacia abajo por el interior del eje






hueco de la turbina. Este desplazamiento es accionado por un servomotor hidrulico, con la turbina en movimiento. Las turbinas de hlice se caracterizan porque tanto los labes del rodete como los del distribuidor son fijos, por lo que solo se utilizan cuando el caudal y el salto son prcticamente constantes.

(b) TURBINA PELTON: Una turbina Pelton es uno de los tipos ms eficientes de turbina hidrulica. Es una turbomquina motora, de flujo trasversal, admisin parcial y de accin. Consiste en una rueda (rodete o rotor) dotada de cucharas en su periferia, las cuales estn especialmente realizadas para convertir la energa de un chorro de agua que incide sobre las cucharas. Las turbinas Pelton estn diseadas para explotar grandes saltos hidrulicos de bajo caudal. Las centrales hidroelctricas dotadas de este tipo de turbina cuentan, la mayora de las veces, con una larga tubera llamada galera de presin para trasportar al fluido desde grandes alturas, a veces de hasta ms de doscientos metros. Al final de la galera de presin se suministra el agua a la turbina por medio de una o varias vlvulas de aguja, tambin llamadas inyectores, los cuales tienen forma de tobera para aumentar la velocidad del flujo que incide sobre las cucharas.





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(c) TURBINA FRANCIS: La turbina Francis fue desarrollada por James B. Francis. Se trata de una turbomquina motora a reaccin y de flujo mixto. Las turbinas Francis son turbinas hidrulicas que se pueden disear para un amplio rango de saltos y caudales, siendo capaces de operar en rangos de desnivel que van de los diez metros hasta varios cientos de metros. Esto, junto con su alta eficiencia, ha hecho que este tipo de turbina sea el ms ampliamente usado en el mundo, principalmente para la produccin de energa elctrica mediante centrales hidroelctricas. Ventajas de la turbina Francis o tambin llamada VGR Su diseo hidrodinmico permite bajas perdidas hidrulicas, por lo cual se garantiza un alto rendimiento. Su diseo es robusto, de tal modo se obtienen dcadas de uso bajo un costo de mantenimiento menor con respecto a otras turbinas. Junto a sus pequeas dimensiones, con lo cual la turbina puede ser instalada en espacios con limitaciones fsica tambin permiten altas velocidades de giro. Junto a la tecnologa y a nuevos materiales, las nuevas turbinas requieren cada vez menos mantenimiento. Desventajas: No es recomendado para alturas mayores de 800 m, por las presiones existentes en los sellos de la turbina. Hay que controlar el comportamiento de la cavitacin. No es la mejor opcin para utilizar frente a grandes variaciones de caudal, por lo que se debe tratar de mantener un flujo de caudal constante previsto, antes de la instalacin.





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CAPITULO III

C.

CONCLUSIONES:

Lo inverso a lo que sucede en una bomba se tiene en la turbina, la cual transforma la energa de un fluido en energa mecnica.

Para una mayor claridad, buscando una analoga con las mquinas elctricas, y para el caso especfico del agua, una bomba sera un generador hidrulico, en tanto que una turbina sera un motor hidrulico.

Normalmente un generador hidrulico (bomba) es accionado por un motor elctrico, trmico, etc. Mientras que un motor hidrulico (turbina) acciona un generador elctrico

Por lo que concluyendo, las bombas y las turbinas tienen caractersticas similares pero en sentidos contrarios, se puede en ciertos casos adaptar estas para cumplir las funciones opuestas, sin embargo existen diversos diseos que se emplean para situaciones especficas, que lo impiden, sin embargo las propiedades siguen siendo similares.





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BIBLIOGRAFIA

Turbomquinas hidrulicas, Manuel Polo Encinas, 1976 Wikipedia, la enciclopedia libre Imgenes, Google.


tipos y diferencias entre bombas y turbinas

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