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• Luis Belen Ramirez Arteaga

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Lab. Turbomaquinaria Roberto Villarreal Cano/1522842 Brigada: B-02 Martes M2

INDICE 1.0 Introducción ................................................................................................................. 2 2.0 Investigación/Marco Teórico ................................................................................. 3 Objetivo: El objetivo de este tema es desarrollar el entendimiento de motores hidráulicos, por medio del teorema del impulso. .............................. 3 3.0 Conclusión .................................................................................................................... 6 5.0 Referencias ................................................................................................................... 7

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1.0 Introducción En esta practica de laboratorio de turbomaquinaria se opto por adentrarnos un poco mas al concepto del teorema del impulso en maquinas hidráulicas. Se puede recordar que este teorema trata con la fuerza con la cual un fluido impacta una superficie, es a partir de esta idea podemos desarrollar una aplicación mas directa para las bombas centrifugas las cuales son el tema central de casi toda la materia y su laboratorio. El profesor nos explico de nuevo como funciona la formula del impulso, sin embargo no empezamos desde la tercera ley de newton como la ultima vez que vimos el tema. Esta vez analizamos los datos desde la formula final obtenida en aquella clase. Una vez que las dudas fueron resueltas sobre los conceptos ya vistos, aplicamos un poco de formulas a la potencia mecánica de un motor hidráulico, observamos la obtención de una velocidad tangencial. Siguiendo de cerca la fuerza hidráulica vimos por ultimo como la fuerza es calculada a partir de una seria de ángulos, que se forman con respecto a la superficie de cual sea la paleta, con la que el fluido que la causa, impacta. Este reporte profundiza un poco mas el tema, empezando con una explicación de lo visto en clase, para luego revisar un poco la misma idea del impulso en motores hidráulicos de aspas planas y demás.

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2.0 Investigación/Marco Teórico Objetivo: El objetivo de este tema es desarrollar el entendimiento de motores hidráulicos, por medio del teorema del impulso.

2.1 Revisión de Impulso

Una Turbina Hidráulica es una turbomáquina motora, que absorbe energía de una corriente fluida (agua) y restituye energía mecánica. En la sesión de la semana se nos presento la formula de:

En la formula presentada podemos ver como se obtiene la fuerza que un fluido ejerce al multiplicar el flujo de peso por la velocidad a la que viaja el fluido en relación con la aceleración que nos da la gravedad. De aquí podemos decir que la velocidad de la que se habla es en realidad el resultado de la diferencia con la que el fluido hace impacto y la velocidad tangencial con la que gira el aspa, esto al igual se puede dejar al cuadrado, ya que el flujo se puede presentar como área de la superficie por velocidad. Igualmente podemos representar de manera diferente el flujo de peso al ver que este es igual al producto del flujo volumétrico y la gravedad especifica del fluido en relación de nuevo con la gravedad.

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2.2 Velocidad Tangencial y R.P.M en el Impulso Como podemos recordar la potencia hidráulica es igual como en otros casos a una fuerza multiplicada por una velocidad angular. Esta velocidad angular puede darnos la velocidad tangencial al ser multiplicada por el radio, de donde es tomada, lo que se expresa también como pi veces el diámetro por una frecuencia en revoluciones por minuto sobre 60. Esto es importante ya que de aquí también es posible obtener las revoluciones por minuto lo que es un dato muy importante en estos temas.

2.3 Fuerza con Dirección Angular en el Impulso

En el diagrama se pueden observar los comportamientos de las velocidades en la entrada y salida de un impulsor, esto es bastante similar a la manera en que podemos definir de nuevo nuestra fuerza de impulso.  = ángulo que forma la dirección de los canales curvos del impulsor a su salida, con la dirección contraria al movimiento de este.

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Lab. Turbomaquinaria Roberto Villarreal Cano/1522842 Brigada: B-02 Martes M2 (180° - ) = ángulo que forma la dirección de los canales curvos del impulsor a la entrada, con la dirección contraria del movimiento. Con esa información podemos decir que una fuerza resultante del producto de los vectores A y B es igual a 2 veces el producto de una fuerza y el coseno de del ángulo en que actúa el cual es (180° - )/2 . De la ecuacion que antes habiamos definido del impulso podemos reemplazar variables de esta forma:

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Para obtener la fuerza con la que el fluido hace impacto de forma directa y horizontal en la superficie del aspa se multiplica esta fuerza resultante por el coseno del ángulo por 90 para obtener su componente horizontal, lo que por medio de identidad trigonométrica nos da:

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2.4 Ecuación Euler La ecuación de Euler no es mas que una representación mas de la formula de potencia que se vio en otra pagina del reporte, esta cambia las variables para dejar todo en función de un flujo másico:

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3.0 Conclusión

El teorema del impulso es un tema muy abundante en la materia de turbo maquinaria, también resulta esencial para los cálculos de un sistema hidráulico. Este teorema puede verse de una forma esencial o básica como se estipula en el reporte anterior y al principio de este o también se puede presentar de manera mas especifica para diferentes tipos de situación, que involucren chorros de agua diferentes, y también superficies de impacto diferentes, en este caso esa superficie es la de un aspa. Para este reporte se analizo la ecuación de fuerza en el caso de un aspa plana en la que el fluido llega con cierto ángulo, de manera que se logra analizar su componente horizontal de impacto directo. También se vio por primera vez el diagrama de velocidades, y de igual forma la presentación formal de la ecuación de Euler que tal y como se describió de manera corta se puede representar de varias maneras. Se concluye también que la aplicación de este teorema es útil al seleccionar maquinas hidráulicas, principalmente para saber el numero de revoluciones por minuto que tendría con el fluido que se le suministra y también para saber si aguantaría la fuerza que se propone a recibir del fluido en cuestión.

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5.0 Referencias http://www.imac.unavarra.es/web_imac/pages/docencia/asignaturas/tm/pdfdoc_th/apuntes/ap untes_tema2.pdf http://personales.unican.es/renedoc/Trasparencias%20WEB/Trasp%20Sist%20Ener/03%20T %20HIDRAULICAS.pdf http://www.scielo.org.ve/scielo.php?pid=S1316-48212009000100005&script=sci_arttext http://web.mit.edu/16.unified/www/FALL/thermodynamics/notes/node98.html http://www.uobabylon.edu.iq/eprints/publication_10_1093_310.pdf

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