TurbomquinasReferencia bsica:[1] Turbomquinas. Procesos, anlisis y tecnologa. A. Lecuona y J. I. Nogueira, 2000. Editorial Ariel.Para ampliacin:The Design of High-Efficiency Turbomachinery and Gas Turbines, 2nded. D. G. Wilson, T. Korakianitis , 1998. Prentice Hall.La informacin contenida en este documento sirve de propsito exclusivo como apuntes para alumnos en laenseanzadelaasignaturaindicadayhasidoobtenidadelasmejores fuentesquesehanpodido encontrar, generalmente de reconocido prestigio. No obstante el/los autor/es no garantizan la exactitud, exhaustividad, actualizacin o perfeccin de su contenido. Por ello no ser/n responsable/s de cualquier error, omisin o dao causado por el uso de la informacin contenida, no tratando con este documento prestar ninguna clase de servicio profesional o tcnico; antes bien, se ofrece como simple gua general deapoyoaladocencia.Encasodedetectaralgnerror,rogamosnoslocomuniqueeintentaremos corregirlo. Puede contener material con copyright por lo que su reproduccin puede no estar permitida.Autores: Profs. Antonio Lecuona y Jos Ignacio Nogueira,Dpto. De Ingeniera Trmica y de Fluidos, Universidad Carlos III de Madrid.1 Turbomquinas. Cap. 4: Actuaciones, A. Lecuona y J. I. NogueiraCaptulo 4: Actuaciones.Objetivos:Tras estudiar, en captulos anteriores, el comportamiento del flujo en el interior de las turbomquinas. Este captulo se centra en el uso y desarrollo de las mismas, dando respuesta a las siguientes preguntas generales:Cules son los parmetros que definen el funcionamiento de una turbomquina cuando cambia su estado operativo?Cmo son las curvas caractersticas de las actuaciones cuando cambia el estado operativo?Qu fenmenos limitan la envolvente de funcionamiento de una turbomquina?En que consiste el surge o descarga de un compresor?En que consiste el bloqueo snico de un compresor o de una turbina trmica?En que consiste la cavitacin en una bomba o en una turbina hidrulica?Cmo se comparan turbomquinas distintas?Cul es la turbomquina idnea para una cierta aplicacin?Cmo se pre-dimensiona un diseo de turbomquina?2 Turbomquinas. Cap. 4: Actuaciones, A. Lecuona y J. I. Nogueira31. Dependencia funcional y curvas caractersticas de bombas2. Similitud entre bombas y ventiladores3. Dependencia funcional y curvas caractersticas de turbinas hidrulicas4. Dependencia funcional y curvas caractersticas de compresores5. Dependencia funcional y curvas caractersticas de turbinas trmicas6. Lmites de la envolvente de trabajo de un compresor y sistemas de arranque7. Lmites de la envolvente de trabajo de una bomba8. Comparacin entre turbomquinasndiceTurbomquinas. Cap. 4: Actuaciones, A. Lecuona y J. I. NogueiraNOTAS: En este captulo,Se denominan E y S a las secciones de entrada y salida de la turbomquina, sea mono o multi-escaln.H y P se consideran positivos, tanto para bombas, como para turbinas hidrulicas.D es el dimetro exterior del rotor o de uno de los rotores si la mquina es multiescaln.4Esta dependencia inicial puede establecerse en base a: Las variables que intervienen en las ecuaciones de Navier-Stokesy sus condiciones de contorno. Las ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento estn desacopladas de la de energa (la temperatura no aparece). El menor orden de magnitud del trmino de fuerzas gravitatorias frente a las generadas por inercia o presin Dependencia funcional de las actuaciones de una bombaTurbomquinas. Cap. 4: Actuaciones, A. Lecuona y J. I. Nogueira{Dim.rotor, , , , , Modelo de bomba Q f Pn D| | |= | |\ ( ), , , , , , Modelo de bombaE SQ f P P n D = RgimenGeometraFluidoSi, adicionalmente, consideramos que en las ecuaciones de Navier-Stokesslo aparecen diferencias de presin se obtiene:1.- Dependencia funcional y curvas caractersticas de bombasCaudal:ES5 Dependencia funcional de las actuaciones de una bombaTurbomquinas. Cap. 4: Actuaciones, A. Lecuona y J. I. NogueiraAdimensionalizando con n, y D, se obtiene:3 2 2 2, , Modelo adimensional de bombaQ PnD nD nD| | = | \ ||

\|=3 2 2nDQD nP0,1 10'ReRe