Entendiendo las Máquinas de Fluidos Incompresibles: Bombas, Turbinas y Ventiladores

Definición de Máquinas de Fluidos Incompresibles

Una máquina de fluido incompresible (máquina hidráulica) es todo dispositivo que tiene la capacidad de convertir energía hidráulica en energía mecánica y viceversa.

Clasificación de las Máquinas de Fluidos Incompresibles

• Máquinas motrices
• Máquinas generatrices
• Máquinas reversibles
• Grupos de transmisión o acoplamiento

Bomba

Una bomba es un dispositivo que recibe energía mecánica y la transforma para proporcionarle energía a un fluido, a esta última se le llama energía hidráulica.

Clasificación de las bombas por su dirección de flujo:

• Radial
• Mixto
• Axial

Turbina

Una turbina es un dispositivo que recibe energía de un fluido (energía hidráulica) y la transforma en energía de movimiento o energía mecánica. Es el nombre genérico que se da a la mayoría de las turbomáquinas motoras.

Clasificación de las turbinas:

1. Turbinas de Impulso o Acción: Pelton, Laval, Curtiss, etc.
2. Turbinas de Reacción: Francis, Dériaz, Hélice y Kaplan.

Ventilador

Un ventilador es un dispositivo que recibe energía mecánica y la transforma para proporcionarle energía a un fluido en forma de presión.

Clasificación de los ventiladores:

1. Ventilador de hélice
2. Ventilador axial
3. Ventilador centrífugo

Importancia de las Máquinas de Fluido Incompresible

Las máquinas de fluido incompresible se encuentran en todas partes en forma de turbomáquinas hidráulicas, como la bomba, la turbina y el ventilador. Son muy importantes en el uso diario, tanto en la vida doméstica como en la vida industrial, ya que cada una de estas turbomáquinas desarrolla trabajos diferentes, y sus aplicaciones son muy variadas.

Elementos Constitutivos de una Turbina

1. Canal de llegada (lámina libre) o tubería forzada (flujo a presión)
2. Caja Espiral: transforma presión en velocidad
3. Distribuidor
4. Rodete
5. Tubo de aspiración

Máquinas de Fluidos

Son máquinas por las que circula un fluido de trabajo, de forma que los elementos de la máquina permiten que intercambie energía mecánica con el exterior (añadiendo o extrayendo energía al fluido).

Clasificación de las Máquinas de Fluidos

Por el Fluido de Trabajo

• Máquinas Hidráulicas: no cambian (o casi no) la densidad del fluido. Ej: bomba centrífuga, ventilador, turbina hidráulica.
• Máquinas Térmicas: se modifica la densidad del fluido a su paso. Ej: motor de combustión interna, turbina de gas, turbina de vapor, compresor alternativo.

Dinámicas o Turbomáquinas

Circulación continua del fluido, intercambia energía con un rotor. Ej: bomba centrífuga, ventilador, turbina hidráulica.

Volumétricas o de Desplazamiento Positivo

En cada instante evoluciona una cantidad determinada de fluido, la transferencia de energía se realiza a través de un volumen variable. Ej: bomba alternativa, motor de combustión interna, motor Stirling, compresor alternativo.

Por el Aumento/Disminución de Energía del Fluido de Trabajo

• Motor: absorbe energía de un fluido (de presión o cinética) y la proporciona en el eje. Ej: turbina hidráulica, motor de combustión interna, turbina de vapor.
• Generador: absorbe energía en el eje y la proporciona a un fluido. Ej: bomba centrífuga, ventilador, compresor alternativo.

Componentes de las Turbomáquinas

Las turbomáquinas tienen un elemento giratorio (rodete), que posee una serie de álabes con unos determinados ángulos de incidencia del fluido, siendo los de entrada y los de salida.