INTRODUCCIÓN Desde el comienzo de la historia de la humanidad el hombre siempre ha evolucionado y desarrollado diversos tipos de herramientas y máquinas para satisfacer sus necesidades y mejorar la calidad de vida, gracias a los avances tecnológicos estás herramientas y maquinas se encuentran en constante cambio siendo adaptadas y transformadas de manera óptima para el aprovechamiento de los recursos naturales disponibles. Para lograr el aprovechamiento eficaz de los recursos se idearon y perfeccionaron con el paso de los años maquinas transformadoras de energía que interactúan con corrientes y diversos elementos mecánicos, entre las maquinas transformadoras de energía tenemos la turbo maquinas que produce energía mecánica a partir del empleo de energía cinética, este tipo de maquina en particular tiene como principal característica que utiliza es un elemento móvil llamado rotor y le permite funcionar con un caudal continuo de tiempo, es decir, de manera constante. Las bombas son unas máquinas que absorben energía mecánica y la restituyen al líquido que la atraviesan, es decir, las bombas se emplean para impulsar toda clase de líquidos como agua, aceites de lubricación, combustibles, etc. Las turbinas son máquinas motrices de flujo continuo que producen trabajo mecánico por medio de un sistema de alabes de formas diversas empleando la energía cinética, térmica o de presión de un fluido, y las turbinas emplean ruedas de molino accionadas por el agua o por el viento. TURBO MÁQUINAS Una turbo maquina es una herramienta que posee un rodete, es decir, un rotor giratorio a través del cual pasa un fluido de manera constante. De esta manera se produce un intercambio de energía entre la máquina y el fluido, las variaciones o cambios en el movimiento se da la actividad del rotor y el sentido de la máquina. Las características principales de las turbo maquinas son: 1) Funcionan de manera continua y no discreta. 2) Son transformadoras de energía. 3) Entrega energía mecánica al fluido de trabajo convirtiéndola en presión (energía potencial), energía térmica o energía cinética del fluido, pudiendo ser este intercambio en sentido contrario. 4) Son fundamentales en la conversión electromecánica de energía, es decir, la generación eléctrica. Las turbo maquinas se pueden clasificar de acuerdo a diversos criterios, como el sentido del flujo de energía, ya que la energía puede producirse del fluido a la maquina lo que denomina a la turbo maquina como motora, y cuando se da al revés, es decir que el flujo de energía se da por la maquina al fluido, se conoce como una maquina generadora. Asimismo cuando se produce un cambio de presión en el rotor, puede ser de acción o reacción, si se toma en cuenta el tipo de flujo que manejan y el tipo de admisión pueden ser térmicas o hidráulicas, totales o parciales. Conforme a la trayectoria que sigue el fluido en una turbo maquina puede ser radical, axial o diagonal. Las partes de las turbo maquinas se dividen en partes rotativas y partes estáticas, entre las partes rotativas tenemos el rodete que es la pieza principal de la turbo máquina y se encarga del intercambio energético del fluido y el eje también llamado árbol, cuya función es ser el soporte sobre el que reposa el rotor y transmite potencia desde o hacia el motor. Entre las partes estáticas de la turbo maquina están las entradas y salidas, los sellos, los álabeles directores y las rolineras. Ejemplos de turbo maquinas: Las turbo máquinas están presentes en nuestra vida cotidiana, desde los sencillos ventiladores y las bombas centrífugas que son de uso común, hasta las grandes turbinas hidráulicas de las centrales hidroeléctricas y las turbinas de vapor o a gas de las centrales térmicas son turbo máquinas. Partes de una turbo maquina: ECUACIÓN GENERAL DE LA ENERGÍA Tomando en cuenta la pérdida de energía en un sistema a causa de la fricción, las válvulas, sus accesorios, la energía que una bomba agrega a un sistema, la energía que los motores de fluido o turbinas retiran del sistema y sumar estos términos a la ecuación de Bernoulli se crea la ecuación general de la energía. La ecuación de Bernoulli, se puede considerar como una apropiada declaración del principio de la conservación de la energía, para el flujo de fluidos. El comportamiento cualitativo que normalmente evocamos con el término "efecto de Bernoulli", es el descenso de la presión del líquido en las regiones donde la velocidad del flujo es mayor. Este descenso de presión por un estrechamiento de una vía de flujo puede parecer contradictorio, pero no tanto cuando se considera la presión como una densidad de energía. En el flujo de alta velocidad a través de un estrechamiento, se debe incrementar la energía cinética, a expensas de la energía de presión. La ecuación general de la energía es una extensión de la ecuación de Bernoulli, la cual posibilita resolver problemas en los que hay pérdida y ganancia de energía. Esta ecuación es: P1/ y + Z1+ V12/2g +- HM – hl = P2/y + Z2 + V22/2g BOMBAS La bomba es una máquina que absorbe energía mecánica que puede provenir de un motor eléctrico, térmico o cualquier otro y la transforma en energía que la transfiere a un fluido como energía hidráulica la cual permite que el fluido pueda ser transportado de un lugar a otro, a un mismo nivel y a diferentes niveles con variación de velocidades. La bombas se emplean para bombear toda clase de líquidos, (agua, aceites de lubricación, combustibles, líquidos alimenticios, cerveza, etc.), incluyendo líquidos espesos con sólidos en suspensión, como melazas, fangos, desperdicios, entre otros. Las bombas pueden ser dinámicas (Centrífugas, Periféricas y Especiales) y de desplazamiento positivo (Reciprocas y Rotatorias). Las bombas al incrementar la presión, pueden tener dos ecuaciones: De potencia efectiva Pe = y .Q .HM De potencia nominal Pn = Pe/Em Ejemplos de bombas: Bombas centrifugas, bombas axiales, bombas hidráulicas, entre otros. TURBINAS Una turbina es una máquina constituida por una rueda con varias paletas, la función de una turbina es sacar un beneficio de la presión de un líquido para obtener que una rueda con hélices dé vueltas y origine un movimiento. Puede decirse, por lo tanto, que la turbina es un motor que genera energía mecánica. Las turbinas usan la corriente de agua, vapor de agua o gas, como energía cinética para transformarla en energía mecánica. Las turbinas se pueden clasificar en turbinas hidráulicas, térmicas, eólicas y submarinas, de acuerdo al cambio de presión, transformación de energía y utilización de corrientes. Sus ecuaciones son: Pr = y. Q . Hm Po = Pr . Em Em = = Po/ Pr Algunos ejemplos de turbinas son: turbinas de Kaplan, turbinas de Francis, turbinas de reacción, entre otras. UNIDADES Las unidades en las turbo máquinas pueden representarse en el Sistema Internacional (S.I.) o del Sistema Americano (U.S.C.S). En el Sistema Internacional tenemos: N/m3 . m3/s . m = N. m/ s = Joul/s = watts En el Sistema Americano tenemos: Lb/ pie3 . pie3/s . pie = lb .pie/ s CONVERSIONES Las principales conversiones que se utilizan en mecánica turbo maquinas son: 1 lb . pies/s = 1,356 watt 1 Hp= 1 N.m/ s = 1 Joul 1 Hp = 550 lb / pies /s = 745,7 watt 1 lb.pies/s = 1,356 watt 1KW = watt CONCLUSIÓN Las maquinas son herramientas muy valiosas para el ser humano y su desarrollo en la sociedad ya que favorecen las elaboración de diversos trabajos, ahorrando tiempo y esfuerzo, es por eso que a través de los años dichas maquinas se van optimizando para el mejor aprovechamiento de los recursos naturales. Las turbo máquinas son artefactos hidráulicos en las que los cambios de dirección del flujo y la magnitud de la velocidad revisten una gran importancia. El intercambio de energía entre el rodete y el fluido está administrado por la ecuación de transferencia de energía de Euler. El funcionamiento de las bombas será el de un convertidor de energía, o sea, transformara la energía mecánica en energía cinética, generando presión y velocidad en el fluido. Existen muchos tipos de bombas para diferentes aplicaciones. Los factores más importantes que permiten escoger un sistema de bombeo adecuado son: presión de proceso, velocidad de bombeo, de esto depende del tipo de líquido a bombear. La turbina es un motor rotatorio que convierte en energía mecánica la energía cinética de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento origina una fuerza que impulsa la rueda y la hace girar. BIBLIOGRAFÍA MATAIX, Claudio. Turbomáquinas Hidráulicas. Editorial ICAI. DIXON, S. L.. Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery. Editorial Butterworth Heinemann. SCIUBBA, Enrico. Lezioni di Turbomacchine. Editorial Editrice Universitaria di Roma. https://www.ecured.cu/Turbom%C3%A1quina https://www.definicion.xyz/2018/06/turbomaquinas-ing-mecanica.html https://www.solarturbines.com/es_MX/products/gasturbines.html?gclid=CjwKCAjw88v3BRBFEiwApwLevVzXtQSa0KpltWRdXxuYzLC 6zbDfiF2aiqIUiSCHcQOshmRkV-ug1hoCBAIQAvD_BwE https://es.wikipedia.org/wiki/Turbina https://definicion.de/turbina/ https://es.slideshare.net/BboyEjota/turbomquinas
