Este documento presenta una clasificación general de las máquinas hidráulicas. Describe que las máquinas de fluidos intercambian energía mecánica con el fluido que contienen o circulan a través de ellas. Luego clasifica las máquinas hidráulicas según el sentido de la transmisión de energía, la compresibilidad del fluido y el principio de funcionamiento. Finalmente, resume que las máquinas hidráulicas manejan fluidos cuya densidad no varía al pasar por la máquina y se clasifican en máquinas
2. MAQUINAS DE FLUIDOS
• Puede decirse que una máquina de fluido es un sistema mecánico que intercambia energía mecánica con
el fluido que está contenido o que circula a través de él.
• El flujo del fluido a través de una máquina hidráulica puede ser laminar (en cuyo caso las partículas
fluidas siguen trayectorias ordenadas, y pueden determinarse en algunos casos soluciones analíticas), o
turbulento (en cuyo caso las trayectorias fluidas son aparentemente desordenadas, con un fuerte
incremento de los fenómenos de transporte y difusión de las propiedades fluidas, no pudiendo
encontrarse una solución analítica)
• El número de Reynolds es el parámetro adimensional que relaciona los efectos convectivos y difusivos,
de modo que por encima de un cierto valor crítico, puede decirse que el flujo pasa de laminar a
turbulento. En las máquinas hidráulicas, particularmente en aquellas en las que el intercambio de
energía tiene lugar en un elemento giratorio llamado rodete (turbomáquinas), el flujo es en general a
altos números de Reynolds
3. CLASIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS DE FLUIDOS
• Las máquinas de fluidos pueden clasificarse siguiendo distintos
criterios.
• Se han escogido los tres normalmente más utilizados: según el
sentido de la transmisión de la energía entre el fluido y la
máquina, según la compresibilidad del fluido de trabajo, y
según el principio de funcionamiento.
• 1. SEGÚN EL SENTIDO DE LA TRANSMISIÓN DE LA ENERGÍA,
pueden distinguirse los siguientes tipos:
4. • Máquinas generadoras:
Comunican energía mecánica al fluido, como ocurre con las bombas, los compresores, los ventiladores y las
hélices.
La energía mecánica que consume una máquina generadora debe ser suministrada por un motor.
• Máquinas motoras:
Extraen energía mecánica del fluido, como ocurre con las turbinas hidráulicas, las turbinas de vapor, las
turbinas de gas y las Aero turbinas.
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5. • Máquinas reversibles:
Su diseño les permite funcionar alternativamente como máquinas generadoras o motoras,
como por ejemplo los grupos turbina-bomba de las centrales de acumulación por bombeo.
6. • Máquinas transmisoras:
• Transmiten la energía entre dos sistemas mecánicos o dos fluidos, combinando una máquina motora y
otra generadora. Pueden citarse los acoplamientos fluidos, los convertidores de par, las transmisiones
hidráulicas y neumáticas, o los turbocompresores. La función de estas máquinas puede ser la
transmisión o el cambio de un par, o el cambio de una velocidad de giro, evitando la transmisión de
vibraciones y otros problemas de las conexiones mecánicas.
7. SEGÚN LA COMPRESIBILIDAD DEL FLUIDO
• la clasificación clásica atiende a la modificación de la densidad del fluido al atravesar la máquina. Si el fluido
es un líquido sin cambio de fase, o un gas en el que las diferencias de presión y los efectos térmicos al
atravesar la máquina son despreciables, la máquina en cuestión se denomina máquina hidráulica
• a máquina son despreciables, la máquina en cuestión se denomina máquina hidráulica. Si por el contrario el
líquido sufre un cambio de fase o el gas sufre cambios importantes de presión o temperatura, que modifican
de forma apreciable su densidad, se aplicará la denominación habitual de máquina térmica aunque su
función principal no sea la transmisión de energía térmica
• a. Esta nomenclatura puede parecer contradictoria, al mezclar de algún modo líquidos y gases; por ejemplo,
una turbina de vapor que funciona con agua (que es un líquido en condiciones atmosféricas) sería una
máquina térmica y no una máquina hidráulica. Una aeroturbina que funciona con aire (que es un gas) sería
una máquina hidráulica, y no una máquina térmica.
8. SEGÚN EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA
MÁQUINA
• pueden distinguirse los siguientes tipos:
• Máquinas rotodinámicas, o turbomáquinas, en las que se produce un intercambio de cantidad de
movimiento entre el fluido y la máquina a través de una pieza giratoria, llamada rotor o rodete
• El fluido circula de forma continua a través de los canales que forman los álabes del rotor. Las fuerzas
son sobre todo de dirección tangencial, por lo que hay un cambio en el momento cinético del fluido
cuando atraviesa el rotor, y por ello se transmite un par entre el rotor y el fluido, y un intercambio de
energía mecánica.
9. • Máquinas de desplazamiento positivo o volumétricas:
• en las que el intercambio de energía es sobre todo en forma de presión mediante el paso del fluido a
través de una cámara de trabajo, en la que entra y sale en un proceso alternativo. El órgano de trabajo
es el elemento desplazador y no hay conexión simultánea a través del fluido entre la entrada y la salida.
Existe una fuerza entre el fluido y otros órganos móviles que da lugar al intercambio de energía. Estas
máquinas se pueden clasificar a su vez en alternativas que requieren válvulas de admisión y expulsión, y
giratorias o rotativas cuyo diseño evita la necesidad de colocar válvulas de paso a las cámaras.
10. • Máquinas gravimétricas:
• Aunque actualmente son de menor interés, se puede completar la clasificación con aquellas máquinas
cuyo intercambio de energía sea sobre todo de tipo potencial gravitatoria, como los elevadores de
cangilones, la rueda hidráulica o el tornillo de Arquímedes
12. MÁQUINAS HIDRÁULICAS
• Son dispositivos mecánicos que manejan fluidos, tal que la densidad de los
mismos se puede considerar que no varía sensiblemente a su paso por la
máquina; y por lo tanto, con fines de cálculo y diseño, pueden considerarse
incompresibles
• Por ejemplo, las bombas, los ventiladores y las turbinas hidráulicas. En
contraposición, si el fluido cambia sensiblemente el valor de su densidad a su
paso por la máquina, estas máquinas ya no se denominan hidráulicas sino
máquinas térmicas.
• Por ejemplo, los turbocompresores, las turbinas de gas y las turbinas de vapor. En
cualquier caso, ambas categorías de máquinas pertenecen a las llamadas
máquinas de fluido
13. CLASIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
• Las máquinas hidráulicas se clasifican en:
• Máquinas de desplazamiento positivo y
• Turbomáquinas.
