INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DE ZACAPOAXTLA

INGENIERA MECATRNICA.

MAQUINAS HIDRAULICAS Y TERMICAS

ANTOLOGIA PARA EXAMEN GLOBAL

ALUMNOS:ANTONINO JOAQUIN HERNANDEZ

JURADOPRESIDENTE: ING. ALMIRCAR DAZA MARTINEZSECRETARIO: ING CARLOS CORTEZVOCAL: ING. ALVINO MARCOS

BOMBASUna bomba transforma la energa mecnica de un impulsor rotatorio llamado rodete en energa potencial queridas. El fluido entra por el centro del rodete, que dispone de unos alabes para conducir el fluido, y por efecto de la fuerza centrifuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba, que por el contorno su forma lo conduce hacia las tubuladuras de salida o hacia el siguiente rodete (siguiente etapa).Aunque la fuerza centrfuga producida depende tanto de la velocidad en la periferia del impulsor como de la densidad del lquido, la energa que se aplica por unidad de masa del lquido es independiente de la densidad del lquido. Por tanto, en una bomba dada que funcione a cierta velocidad y que maneje un volumen definido de lquido, la energa que se aplica y transfiere al lquido, (en pascales, Pa, metros de columna de agua m.c.a. o o pie-lb/lb de lquido) es la misma para cualquier lquido sin que importe su densidad. Tradicionalmente la presin proporcionada por la bomba en metros de columna de agua o pie-lb/lb se expresa en metros o en pies y por ello que se denomina genricamente como "altura", y aun ms, porque las primeras bombasse dedicaban a subir agua de los pozos desde una cierta profundidad (o altura).Las bombas centrfugas tienen un uso muy extendido en la industria ya que son adecuadas casi para cualquier uso. Las ms comunes son las que estn construidas bajo normativa DIN 24255 (en formas e hidrulica) con un nico rodete, que abarcan capacidades hasta los 500 m/h y alturas manomtricas hasta los 100 metros con motores elctricos de velocidad normalizada. Estas bombas se suelen montar horizontales, pero tambin pueden estar verticales y para alcanzar mayores alturas se fabrican disponiendo varios rodetes sucesivos en un mismo cuerpo de bomba. De esta forma se acumulan las presiones parciales que ofrecen cada uno de ellos. En este caso se habla de bomba multifsica o multietapa, pudindose lograr de este modo alturas del orden de los 1200 metros para sistemas de alimentacin de calderas.Constituyen no menos del 80% de la produccin mundial de bombas, porque es la ms adecuada para mover ms cantidad de lquido que la bomba de desplazamiento positivo.No hay vlvulas en las bombas de tipo centrfugo; el flujo es uniforme y libre de impulsos de baja frecuencia.Los impulsores convencionales de bombas centrfugas se limitan a velocidades en el orden de 60 m/s (200 pie/s).

1. Clasificacin de las bombasLas bombas se clasifican segn las consideraciones generales diferentes: La que toma en consideracin la caractersticas de movimientos e los lquidos. La que se basa en el tipo de aplicacinespecfica para los cuales se ha diseado la bomba.Clases y tipos.- Hay tres clases de bombas en uso comn del presente: centrfuga, rotatoria y reciprocante. Ntese estos trminos se aplican solamente a la mecnica del movimiento de lquido y no al servicio para el que se ha diseado una bomba.2. Bombas centrfugasBombas de tipo Voluta.- El impulsor descarga en una caja espiral que se expande progresivamente, proporcionada en tal forma que la velocidad del lquido se reduce en forma gradual. Por este medio, parte de la energa de velocidad del lquido se convierte en presin esttica.Bombas de Tipo Difusor.- Los labes direccionales estacionarios rodean al rotor o impulsor en. Una bomba del tipo de difusor. Esos pasajes con expansin gradual cambian la direccin del flujo del lquido y convierten la energa de velocidad a columna de presin.Bombas de Tipo Turbina.- Tambin se conocen como bombas de vrtice, perifricas y regenerativas; en este tipo se producen remolinos en el lquido por medio de los labes a velocidades muy altas dentro del canal anular en el que gira el impulsor. El lquido va recibiendo impulsos de energa. Las bombas del tipo difusor de pozo profundo, se llaman frecuentemente bombas turbinas.Tipos de FlujoEl flujo puede ser mixto o axial, las bombas de flujo mixto desarrollan su columna parcialmente por fuerza centrifuga y parcialmente por el impulsor de los labes sobre el lquido. El dimetro de descarga de los impulsores es mayor que el deentrada. Las bombas de flujo axial desarrollan su columna por la accin de impulso o elevacin de las paletas sobre el lquido.Aplicaciones de Bombas CentrifugasLa mayor parte de las bombas rotatorias son autocebantes y pueden, de ser necesario, trabajar con gas o aire. Las aplicaciones tpicas incluyen el paso de lquido de todas las viscosidades, procesos qumicos, alimento, descarga de barcos, lubricacin a presin, pintura a presin, sistemas de enfriamiento, servicio de quemadores de aceite, manejos de grasa, gases licuados (propano, butano, amonio, fren, etc.), y un gran nmero de otros servicios industriales. Cuando han de bombearse lquidos a temperaturas arriba de 82 grados C, debe consultarse al fabricante para obtener sus recomendaciones.3. Bombas RotatoriasLas bombas rotatorias que generalmente son unidades de desplazamiento positivo, consisten de una caja fija que contiene engranes, aspas, pistones, levas, segmentos, tornillos, etc., que operan con un claro mnimo. En lugar de "aventar" el lquido como en una bomba centrifuga, una bomba rota y a diferencia de una bomba de pistn, la bomba rotatoria descarga un flujo continuo. Aunque generalmente se les considera como bombas para lquidos viscosos, las bombas rotatorias no se limitan a este servicio slo. Pueden manejar casi cualquier lquido que est libre de slidos abrasivos. Incluso puede existir la presencia de slidos duros en el lquido si una chaqueta de vapor alrededor de la caja de la bomba los puede manteneren condicin fluida. Las bombas rotatorias se clasifican en:Bombas de Leva y Pistn.- Tambin se llaman bombas de mbolo rotatorio, y consisten de un excntrico con un brazo ranurado en la parte superior. La rotacin de la flecha hace que el excntrico atrape el lquido contra la caja. Conforme contina la rotacin el lquido se fuerza de la caja a travs de la ranura a la salida de la bomba.Bombas de Engranes Externos.- stas constituyen el tipo rotatorio ms simple. Conforme los dientes de los engranes se separan en el lado el lquido llena el espacio, entre ellos. ste se conduce en trayectoria circular hacia afuera y es exprimido al engranar nuevamente los dientes. Los engranes pueden tener dientes simples, dobles, o de involuta. Algunos diseos tienen agujeros de flujo radiales en el engrane loco, que van de la corona y del fondo de los dientes a la perforacin interna. stos permiten que el lquido se comunique de un diente al siguiente, evitando la formacin de presiones excesivas que pudiesen sobrecargar las chumaceras y causar una operacin ruidosa.Bombas de Engrane Interno.- Estas tienen un rotor con dientes cortados internamente y que encajan en un engrane loco, cortado externamente. Puede usarse una particin en forma de luna creciente para evitar que el lquido pase de nuevo al lado de succin de la bomba.Bombas Lobulares.- stas se asemejan a las bombas del tipo de engranes en su forma de accin, tienen dos o ms rotores cortados con tres, cuatro, o ms lbulos encada rotor. Los rotores se Sincronizan para obtener una rotacin positiva por medio de engranes externos, Debido a que el lquido se descarga en un nmero ms reducido de cantidades mayores que en el caso de la bomba de engranes, el flujo del tipo lobular no es tan constante como en la bomba del tipo de engranes. Existen tambin combinaciones de bombas de engrane y lbulo.Bombas de Tornillo. Estas bombas tienen de uno a tres tornillos roscados convenientemente que giran en una caja fija. Existe un gran nmero de diseos apropiados para varias aplicaciones. Las bombas de un solo tomillo tienen un rotor en forma espiral que gira excntricamente en un estator de hlice interna o cubierta. El rotor es de metal y la hlice es generalmente de hule duro o blando, dependiendo del lquido que se maneje. Las bombas de dos y tres tornillos tienen uno o dos engranes locos, respectivamente, el flujo se establece entre las roscas de los tornillos, y a lo largo del eje de los mismos. Pueden usarse tornillos con roscas opuestas para eliminar el empuje axial en la bomba.Bombas de Aspas.- Tienen una serie de aspas articuladas que se balancean conforme gira el rotor, atrapando al lquido y forzndolo en el tubo de descarga de la bomba. Las bombas de aspas deslizantes usan aspas que se presionan contra la carcasa por la fuerza centrifuga cuando gira el rotor. El liquido atrapado entre las dos aspas se conduce y fuerza hacia la descarga de la bomba.Bombas de junta universal.- Tienen un pequeo tramo deflecha en el extremo libre del rotor, soportado en una chumacera y80 grados con la horizontal. El extremo opuesto del rotor se encuentra unido al motor. Cuando el rotor gira, cuatro grupos de superficies planas se abren y cierran para producir una accin de bombeo o cuatro descargas por revolucin.Un excntrico en una cmara flexible produce la accin de bombeo exprimiendo al miembro flexible contra la envoltura de la bomba para forzar el lquido hacia la descarga.Bombas de tubo flexible.- Tienen un tubo de hule que se exprime por medio de un anillo de compresin sobre un excntrico ajustable. La flecha de la bomba, unida al excntrico, lo hace girar. Las bombas de este diseo se construyen con uno o dos pasos. Existen otros diseos de bombas de tubo flexible.4. Bombas ReciprocantesLas bombas reciprocantes son unidades de desplazamiento positivo descargan una cantidad definida de liquido durante el movimiento del pistn o mbolo a travs de la distancia de carrera. Sin embargo, no todo el lquido llega necesariamente al tubo de descarga debido a escapes o arreglo de pasos de alivio que puedan evitarlo. Despreciando stos, el volumen del lquido desplazado en una carrera del pistn o mbolo es igual al producto del rea del pistn por la longitud de la carrera.Existen bsicamente dos tipos de bombas reciprocantes las de accin directa, movidas por vapor y las bombas de potencia. Pero existen muchas modificaciones de los diseos bsicos, construidas para servicios especficosen diferentes campos. Algunas Se clasifican como bombas rotatorias por los fabricantes, aunque en realidad utilizan movimiento reciprocante de pistones o mbolos para asegurar la accin de bombeo.Bombas de Accin Directa.- En este tipo, una varilla comn de pistn conecta un pistn de vapor y uno de lquido o mbolo. Las bombas de accin directa se constituyen de simplex (un pistn de vapor y un pistn de lquido, respectivamente) y dplex (dos pistones de vapor y dos de lquido). Los extremos compuestos y de triple expansin, que fueron usados en alguna poca no se fabrican ya como unidades normales.Bombas de Potencia.- Estas tienen un cigeal movido por una fuente externa generalmente un motor elctrico, banda o cadena. Frecuentemente se usan engranes entre el motor y el cigeal para reducir la velocidad de salida del elemento motor. Cuando se mueve a velocidad constante, las bombas de potencia proporcionan un gasto casi constante para una amplia variacin de columna, y tienen buena eficiencia. El extremo lquido, que puede ser del tipo de pistn o mbolo, desarrollar una presin elevada cuando se cierra la vlvula de descarga. Por esta razn, es prctica comn el proporcionar una vlvula de alivio para descarga, con objeto de proteger la bomba y su tubera. Las bombas de accin directa, se detienen cuando la fuerza total en el pistn del agua iguala a la del pistn de vapor; las bombas de potencia desarrollan una presin muy elevada antes de detenerse. La presin de parado esvarias veces la presin de descarga normal de las bombas de potencia. Las bombas de potencia se encuentran particularmente bien adaptadas para servicios de alta presin y tienen algunos usos en la alimentacin de calderas, bombeo en lneas de tuberas, proceso de petrleos y aplicaciones similares.Bombas del Tipo Potencia de Baja Capacidad.- Estas unidades se conocen tambin como bombas de capacidad variable, volumen controlado y de "proporcin". Su uso principal es para controlar el flujo de pequeas cantidades de lquido para alimentar calderas, equipos de proceso y unidades similares. Como tales ocupan un lugar muy importante en muchas operaciones industriales en todo tipo de plantas. La capacidad de estas bombas puede variarse cambiando la longitud de la carrera. Puede usarse un diafragma para bombear el liquido que se maneja, accionado por un mbolo que desplaza aceite dentro de la cmara de la bomba. Cambiando la longitud de la carrera del mbolo se vara el desplazamiento del diafragma.Bombas del Tipo de Diafragma. La bomba combinada de diafragma y pistn generalmente se usa slo para capacidades pequeas. Las bombas de diafragma se usan para gastos elevados de lquidos, ya sea claros o conteniendo slidos. Tambin son apropiados para pulpas gruesas, drenajes, lodos, soluciones cidas y alcalinas, as como mezclas de agua con slidos que puedan ocasionar erosin. Un diafragma de material flexible no metlico, puede soportar mejor la accin corrosiva o erosiva que las partesmetlicas de algunas bombas reciprocantes.5. Bombas de desplazamiento positivoLas bombas de desplazamiento positivo abarcan dos de los grupos principales, a saber:1) las alternativas2) las rotativas o roto estticasAunque mientras que las bombas alternativas tienen caractersticas esencialmente de desplazamiento positivo, no todas las bombas rotativas son mquinas de desplazamiento verdaderamente positivo. Tambin hay algunas mquinas no rotativas o dispositivos que dan flujos positivos cuya modalidad de funcionamiento se sale del campo abarcado por las dos clasificaciones principales. Las caractersticas principales de todas las bombas de desplazamiento positivo son:a) que la capacidad la determinan especficamente las dimensiones de la bomba y su velocidad de funcionamiento.b) que la capacidad o descarga logradas dependen muy poco de la altura desarrollada.

CALCULO DE LA CARGA Y EL CAUDAL PARA LA SELECCIN DE BOMBASRendimiento de las bombas para su seleccin:Cuando un lquido fluye a travs de una bomba, slo parte de la energa comunicada por el eje del impulsor es transferida el fluido. Existe friccin en los cojinetes y juntas, no todo el lquido que atraviesa la bomba recibe de forma efectiva la accin del impulsor, y existe una prdida de energa importante debido a la friccin del fluido. sta prdida tiene varias componentes, incluyendo las prdidas por choque a la entrada del impulsor, la friccin por el paso del fluido a travs del espacio existenteentre las palas o labes y las prdidas de alturas al salir el fluido del impulsor. El rendimiento de una bomba es bastante sensible a las condiciones bajo las cuales est operando. El rendimiento h de una bomba viene dado por

Donde g, Q y h se definen de forma habitual; T es el par ejercido por el motor sobre el eje de la bomba y w el rgimen de giro del eje en radianes por segundos

Altura Desarrollada por una Bomba:La h desarrollada por una bomba se determina midiendo la presin en la aspiracin y en la salida de la bomba, calculando las velocidades mediante la divisin del caudal de salida entre las respectivas reas de las secciones transversales y teniendo en cuenta la diferencia de altura entre la aspiracin y la descarga. La altura neta h suministrada por la bomba al fluido es

Donde los subndices d y as se refieren a la descarga y aspiracin de la bomba. Si las tuberas de descarga y aspiracin son del mismo tamao, las componentes de la altura correspondiente a la velocidad se cancelan, sin embargo en general la tubera de entrada es mayor que la de salida.La normativa de ensayo indica que la altura desarrollada por una bomba es la diferencia entre la carga en la entrada y en la salida. Sin embargo, las condiciones del flujo en la brida de salida son normalmente demasiado irregulares para tomar medidas de presin precisas, y es ms seguro medir la presin alejndose de la bomba diez o mas veces el dimetro del tubo y aadir una estimacin de la prdida por friccinpara esa longitud del tubo.En la entrada algunas veces existe pre rotacin en la zona del tubo cercana a la bomba y esto puede hacer que las lecturas de presin obtenidas con un instrumento de medida sean diferentes a la presin media real en dicha seccin.

CRITERIOS DE INSTALACION Y OPERACIN DE BOMBASInstalacin de Bombas en la industriaLos productos que manipulan las bombas en la industria de la alimentacin pueden ser desde soluciones acuosas y aceites vegetales ligeros a jarabes y melazas e gran viscosidad, desde lquidos puros a los que tienen gran proporcin de slidos. Dada la extensa variedad de caractersticas de estos medios. La industria emplea casi todos los tipos de bombas, con ciertas preferencias en aplicaciones concretas, como en el caso de las mquinas especficamente proyectadas como bombas para producto alimenticio con partculas atencin con los detalles a estudiar.La condicin principal que deben cumplir estas bombas es que no contaminen el producto en modo alguno. Bsicamente esto significa que la bomba no debe ser sensible al ataque corrosivo o abrasivo por parte del producto que se manipula y que no le teir en absoluto. Al final de un periodo de utilizacin, la bomba puede verse obligada a cierto tiempo de inactividad, o incluso pasar a manipular un producto diferente. La facilidad de limpieza y la eliminacin eficaz de cualquier residuo de producto son, pues, esenciales y ello debe conseguirse mediante una simple purga; cuando se trata de unabomba de diafragma, el material elegido para este ser, normalmente el caucho blanco suave, o bien, si la resistencia ataque qumico ha de ser ms elevada, el "hipaln". Igualmente puede ser necesario que la cabeza de vlvula, estas y las conexiones de aspiracin de descarga sean de vidrio o de material estril en lugar de metal.Basadas en la experiencia se han establecido ciertas condiciones para los materiales. As, en las bombas centrfugas utilizadas en la manipulacin de zumos de melocotones o peras, la caja suele ser de fundicin y los rodetes de bronces excepto de cinc, pero esta combinacin no conviene par las cerezas aunque su valor de pH sea parecido. En este caso se recurre a la construccin totalmente de bronce. Por otra parte los tomates y las leches sugieren virtualmente el uso de bombas de acero inoxidable.Si algn material existe con las mximas posibilidades de aplicacin en bombas para productos alimenticios es el hacer inoxidable, a pesar de que no deja de tener sus limitaciones sobre todo si el lquido manipulado es electrolito activo, como la salmuera.Es importante que la bomba se proyecte y se construya de forma que el desmontaje y la limpieza sean operaciones fciles, dado que quizs deban realizarse a diario o a intervalos regulares (segn el proceso) aparte de la facilidad de repararlas y montarlas de nuevo, las superficies internas deben ser lisas y exentas de grietas y puntos de acumulacin de suciedad. Esto se tendr en cuenta al proyectar una bomba paraprocesos de la industria alimenticia.

ELEMENTOS DE POTENCIA EN BOMBAS

Corte esquemtico de una bomba centrfuga. 1 carcasa, 1b cuerpo de bomba, 2 rodete, 3 tapa de impulsin, 4 cierre del eje, 5 soporte de cojinetes, 6 eje.

MANTENIMIENTO DE LA BOMBADesarmado Posdesarmado Reensamblaje Si se siguen unas cuantas instrucciones al armar y desarmar la bomba se pueden economizar tiempo, trabajo y problemas. Estas instrucciones son aplicables a toda clase de bombas.Al desarmar la bomba No es necesario desconectar la tubera de succin o de descarga ni cambiar la posicin de la bomba. La tubera auxiliar debe desconectarse slo en los puntos en que sea necesario para quitar una parte, excepto cuando hay que quitar la bomba de la base. Despus de haber desconectado la tubera, debe amarrarse un trapo limpio en los extremos o aberturas del tubo para evitar la entrada de cuerpos extraos. Emplear siempre un extractor para quitar un acople del eje. Las camisas del eje tienen roscas para apretarle en sentido contrario a la rotacin del eje.Despus de desarmar la bombaAntes de hacer la inspeccin y el chequeo, limpie las partes cuidadosamente. Los residuos gomosos y espesos pueden quitarse a vapor. El lodo, el coque o depsitos de sustancias extraas similares a las anteriores pueden quitarse por medio de un chorro de arena, trabajo que se hace cuidadosamente para que no forme huecos ni dae las superficies labradas de la mquina.ReensamblajeLa bomba hidrulica es una mquina construida con precisin. Las tolerancias entre las partes giratorias y las estacionarias son muy pequeas y debe ejercerse el mayor cuidado para ensamblar adecuadamente sus partes con el objeto de conservar estas tolerancias. El eje debe estar completamente recto y todas las partes deben estar absolutamente limpias. Un eje torcido, mugre o lodo en la cara del eje impulsor, o sobre la camisa de un eje puede ser causa de fallas o daos en el futuro.Los impulsores, las camisas del espaciador y las del eje constituyen un ensamblaje resbaladizo bastante ajustado al eje. Debe usarse una pasta delgada de aceite al ensamblar estas partes en el eje.

Acople de bomba hidrulicaLos acoples de bomba, excepto los de tipo roscado, constituyen un ajuste que se encoger ligeramente sobre el eje; con el objeto de ensamblar el acople con facilidad y precisin, el acople debe expandirse calentndolo a 300F, en un bao de aceite y ensamblarse con el eje mientras est caliente.ALGUNAS REGLAS Y RECOMENDACIONES PARA EL MANTENIMIENTO DE BOMBAS HIDRULICASSeleccin Instalacin Operacin Reparacin VolverLas siguientes reglas, evidentemente fundamentales, ayudarn a obtener el servicio ms seguro, el mantenimiento ms econmico, y la mayor vida posible para las bombas hidrulicas. El mantenimiento adecuado no comienza con la reparacin o la reposicin de las piezas daadas, sino con una buena seleccin e instalacin, es decir,evitando que haya que reponer o reparar. Estas reglas estarn basadas en cuatro temes diferentes: Seleccin, instalacin, operacin y mantenimiento.

Seleccin Indicar al proveedor de bombas la naturaleza exacta del lquido a manejar. Especificar los gastos o caudales mximos y mnimos que pueden llegar a necesitarse, y la capacidad normal de trabajo. Dar informacin semejante relativa a la presin de descarga o planos, y datos para calcularla. Proporcionar al proveedor un plano detallado del sistema de succin existente o deseado. El proveedor necesita saber si el servicio es continuo o intermitente. Indicar de que tipo o tipos de energa se dispone para el accionamiento. Especificar as limitaciones del espacio disponible. Asegurarse de que se consiguen las partes de repuesto.

UNIDAD II VENTILADORESUn ventilador es una maquina de fluidos concebida para producir una corriente de aire mediante un rodete con aspas que giran produciendo una diferencia de presiones. Entre sus aplicaciones, destacan las de hacer circular y renovar el aire en un lugar cerrado para proporcionar oxgeno suficiente a los ocupantes y eliminar olores, principalmente en lugares cerrados; as como la de disminuir la resistencia de transmisin de calor por conveccin. Fue inventado en 1882 por el estadounidense Schuyler S. Wheeler.Se utiliza para desplazar aire o gas de un lugar a otro, dentro de oentre espacios, para motivos industriales abitados, bsicamente para refrescar. Por esta razn, es un elemento indispensable en climas clidos.Un ventilador tambin es la turbo maquina que absorbe energa mecnica y la transfiere a un gas, proporcionndole un incremento de presin no mayor de 1.000 mmH2O aproximadamente, por lo que da lugar a una variacin muy pequea del volumen especifico y suele ser considerada una maquina hidrulica.En energa, los ventiladores se usan principalmente para producir flujo de gases de un punto a otro; es posible que la conduccin del propio gas sea lo esencial, pero tambin en muchos casos, el gas acta slo como medio de transporte de calor, humedad, etc.; o de material slido, como cenizas, polvos, etc.Entre los ventiladores y compresores existen diferencias. El objeto fundamental de los primeros es mover un flujo de gas, a menudo en grandes cantidades, pero a bajas presiones; mientras que los segundos estn diseados principalmente para producir grandes presiones y flujos de gas relativamente pequeos. En el caso de los ventiladores, el aumento de presin es generalmente tan insignificante comparado con la presin absoluta del gas, que la densidad de ste puede considerarse inalterada durante el proceso de la operacin; de este modo, el gas se considera incompresible como si fuera un lquido. Por consiguiente en principio no hay diferencia entre la forma de operacin de un ventilador y de una bomba de construccin similar, lo que significa quematemticamente se pueden tratar en forma anloga.Tambin de forma secundaria, se utiliza el ventilador para asistir un intercambiador de calor como un disipador o un radiador con la finalidad de aumentar la transferencia de calor entre un slido y el aire o entre los fluidos que interactan. Una clara aplicacin de esto se ve reflejada en evaporadores y condensadores en sistemas de refrigeracin en que el ventilador ayuda a transferir el calor latente entre el refrigerante y el aire, y viceversa. Asimismo, equipos de acondicionamiento de aire como la unidad manejadora de aire (UMA), ocupan un ventilador centrfugo de baja presin esttica para circular el aire por una red de ductos al interior de una edificacin o instalacin industrial.Suele haber circulacin de aire o ventilacin a travs de los huecos en las paredes de un edificio, en especial a travs de puertas y ventanas. Pero esta ventilacin natural, quiz aceptable en viviendas, no es suficiente en edificios pblicos, como oficinas, teatros o fbricas. Los dispositivos de ventilacin ms sencillos utilizados en lugares donde se necesita mucha ventilacin son ventiladores instalados para extraer el aire viciado del edificio y favorecer la entrada de aire fresco. Los sistemas de ventilacin pueden combinarse con calentadores, filtros, controladores de humedad y dispositivos de refrigeracin.

CLASIFICACION DE VENTILADORES Y EXTRACTORES:

De acuerdo con el sentido del flujo de energa Motoras: la energa es entregada por elfluido a la mquina, y esta entrega trabajo mecnico. La mayora de las turbomquinas motoras son llamadas "turbinas", pero dentro de este gnero tambin entran los molinos de viento. Posteriormente la energa mecnica puede ser transformada en otro tipo de energa, como la energa elctrica en el caso de las turbinas elctricas. Generadoras: la energa es entregada por la mquina al fluido, y el trabajo se obtiene de este. En este gnero entran las bombas, sopladores, turbocompresores, ventiladores, y otros.De acuerdo con la forma que presenta el fluido proyectado a travs del rotor Radial: Si la trayectoria que sigue el fluido es principalmente normal al eje de rotacin (centrfugas o centrpetas segn la direccin de movimiento). Axial: Cuando la trayectoria del fluido es fundamentalmente paralelo al eje de rotacin. Diagonal: Flujo diagonal al eje de rotacin.De acuerdo con el tipo de fluido que manejan Trmicas: Cuando el cambio en la densidad del fluido es significativo dentro de la mquina, como en compresores. Hidrulicas: Cuando el cambio en la densidad del fluido no es significativo dentro de la mquina, como en bombas o ventiladores.De acuerdo con el cambio de presin en el rotor Accin: no existe un cambio de presin en el paso del fluido por el rotor. Reaccin: existe un cambio de presin en el paso del fluido por el rotor.De acuerdo con el tipo de admisin Total: todo el rotor es tocado por el fluido de trabajo. Parcial: no todo elrotor es tocado por el fluido de trabajo.

Calculo de la cada de presin y volumen desplazado para la seleccin de un ventilador o un extractor

El caudal es equivalente a la cantidad de aire comprimido transportado en una seccin dada por unidad de tiempo.

Q = A1.V1 = A2.V2Q: caudal (cfm)A: seccin de caudal (ft)V: velocidad (ft/min)

La unidad de caudal del sistema internacional es el metro cbico/segundo (m3/s), pero normalmente utilizamos l/s, m3/h o cfm. Esto vara dependiendo de varios factores y, en concreto, de la presin del aire y de la longitud/el DI del tubo que transporta el aire comprimido. .

Clculo de la cada de presinCuando fluye aire comprimido en un tubo recto, el caudal puede depender de dos factores: la tasa laminar o la tasa de turbulencia, dependiendo del valor del nmero de Reynolds (R).

CRITERIOS DE INSTALACION Y OPERACIN DE VENTILADORES Y EXTRACTORES

Sobre paredLos ventiladores deben ser instalados sobre una superficie perfectamente plana o utilizar un marco metlicoDe empotramiento que cumpla con esta condicin, de no ser as, al fijar el ventilador se puede torcer y provocar rozamiento o vibracin.

Sobre techoEstos ventiladores deben ser instalados sobre bases planas y niveladas, adaptadas al tipo de techo y sellados debidamente para evitar filtraciones de agua.

En ductosEl soporte estructural debe ser independiente de los ductos y lo suficientemente rgido para asegurar la alineacin del ventilador con elducto y, diseada para soportar las fuerzas dinmica y estticas sin problemas. Se recomienda usar juntas flexibles entre el ducto y el ventilador para eliminar la transmisin de vibracin a la ductera y facilitar el montaje y el mantenimiento. Use aisladores donde sea aplicable.PorttilesLos ventiladores de este tipo se entregan completamente armados y normalmente solo requieren de conectarlos elctricamente, para lo que se recomienda lo siguiente.1. Verifique la tensin de las lneas de alimentacin.2. Utilice un interruptor termo magntico adecuado a la potencia del motor.3. Aterrice el motor fsicamente.4. Use cables del calibre adecuado a la potencia del motor.Siga apropiadamente las instrucciones de manejo dadas anteriormente.1. Mueva el ventilador a la posicin final de montaje.2. Coloque el ventilador en la pared o estructura de montaje. Usando calzas, en caso de requerirlas, para evitar torcimientos. Atornille la unidad.3. En caso de que el ventilador tenga como accesorio opcional algn tipo de persiana, revise que exista el espacio adecuado para la correcta operacin de la misma.4. Contine con la seccin de operacin del equipo.

OPERACIN DEL VENTILADORSeguridad. Los dispositivos de seguridad comprenden guardas para la transmisin, protectores de la flecha, rejas de proteccin para la entrada y la descarga. Si se requieren protecciones adicionales, deben solicitarse directamente especificndolas claramente. En el caso de ventiladores para trabajovertical, es importante que se cuente con alguna proteccin para evitar la cada de objetos sobre la hlice. El uso, el abuso, o el no uso de los dispositivos de seguridad es la responsabilidad del comprador.INSTALACIN DEL VENTILADORTodos los ventiladores se deben accionar a travs de interruptores que sean fcilmente accesibles al personal de servicio del ventilador. Cada interruptor debe tener la capacidad de ser apagado y asegurado por la persona de servicio y la llave ser conservada por esta persona para prevenir el encendido accidental del ventilador mientras el servicio est en proceso.En hlices con labes de ngulo de ataque variable, se recomienda no hacer cambios del ngulo, la direccin o la posicin de las mismas, ya que se puede generar desalineamiento, desbalance y falla o mala operacin del equipo

PUESTA EN MARCHAAntes de hacer funcionar el ventilador comprobar:1. Que las medidas de seguridad se han seguido correctamente y que el personal tcnico cuenta con la ropa y el equipo de seguridad adecuado.2. Que el motor del ventilador as como sus accesorios estn des-energizados y los interruptores asegurados.3. Que los componentes mecnicos del ventilador estn listos.a. Que las tuercas, los tornillos y los opresores estn apretados.b. Que las conexiones del sistema estn hechas y apretadas correctamente.c. Que los rodamientos estn lubricados correctamente.d. Que la hlice gira libremente y la transmisin y el interior del ventilador estn limpios ylibres de objetos extraose. Que las poleas estn colocadas en los ejes correctos.f. Que el conjunto flecha-hlice, motor y transmisin estn correctamente alineados.g. Que las bandas tengan la tensin adecuada.h. Que las protecciones especificadas estn colocadas y bien soportadas.i. Que las juntas flexibles estn correctamente instaladas.4. Que los componentes elctricos del ventilador estn listos.a. El motor est alambrado a un voltaje de alimentacin apropiado.b. El motor est puesto a tierra correctamente.c. Todos los cables conductores estn aislados correctamente y sean del calibre adecuado.d. Los interruptores termo magnticos sean de acuerdo a la capacidad del motor.5. Arranque de pruebaa. Encienda el ventilador solo el tiempo necesario para que el ensamble comience a girar.b. Compruebe que la hlice gire en la direccin correcta (ver direccin de flecha indicada en embocadura).c. Revise que no haya vibraciones o ruidos anormales.d. Rectifique cualquier problema que pudiera haber sido encontrado (siga las instrucciones de seguridad, pagina 5). Revise la lista de comprobacin otra vez hasta que la unidad est funcionando correctamente.e. Ponga en operacin el ventilador.f. Compruebe amperajes.6. Despus de una semana de operacin:a. Verifique todas las tuercas, tornillos y opresores, apritelos de ser necesario.b. Verifique la tensin de las bandas. Recuerde que es necesario volver a ajustar la tensin de las bandas despus de haber trabajadodurante algn tiempo, lo cul se hace de la siguiente forma:- De acuerdo al modelo, afloje los tornillos de anclaje del motor o las tuercas y contratuercas del tornillo tensor de la base del motor.- Aumente la tensin de las bandas hasta lograr la tensin requerida (usar tensmetro)- Vuelva a apretar los tornillos de anclaje del motor o las tuercas y contratuercas del tornillo tensor.- Asegrese que las poleas estn fijas sobre las flechas del ventilador y el motor.- Compruebe que las poleas estn correctamente alineadas.Controle la tensin de las bandas a intervalos regulares, ya que si las bandas tienen deslizamiento, estn expuestas a un desgaste anormal.

ELEMENTOS MOTRICES EN VENTILADORES

Un ventilador de consta de varias partes: el motor, el conector, el rotor (las aspas) y el marco del ventilador. Aqu se puede ver la imagen de un ventilador desmontado:

Se puede apreciar que en el centro del marco del ventilador est sujeto el motor. El rotor se sujeta al motor del ventilador mediante algn sistema de cojinetes, de los que puede haber varios tipos. Concretamente el de la figura se corresponde con un cojinete de casquillo o "sleeve bearing".CojinetesLos tipos de cojinetes ms importantes que se pueden encontrar son los siguientes: Cojinete de casquillo Uno de los rodamientos ms utilizados debido a su bajo coste de fabricacin, consiste en la utilizacin de dos superficies lubricadas convenientemente. Este tipo de rodamiento es uno de los mssilenciosos, pero es poco duradero en comparacin con otros. El lubricante puede secarse o las superficies pueden deformarse, y esta degradacin se acelera en presencia de altas temperaturas de funcionamiento.

Rodamiento de bolas Uno de los cojinetes ms utilizados en ventiladores ms antiguos, o muchos de los ventiladores que se encuentran en fuentes de alimentacin. El rodamiento consiste en una hilera de bolas que giran entre el eje y el motor, selladas en una carcasa metlica. Podemos encontrar ventiladores con dos rodamientos de bola (rodamiento doble de bola).

Cojinete de fluido Este tipo de cojinete, que suele ser bastante ms caro de fabricar, tiene un funcionamiento similar al cojinete de casquillo, pero en lugar de estar simplemente lubricados los materiales, se aade una zona con aceite (u otro fluido) a presin, que "auto estabiliza" el eje del rotor. Este tipo de ventiladores son muy duraderos, con hasta 150.000 horas de tiempo medio de vida.

Marco del ventiladorEl marco es el elemento principal del ventilador, ya que sirve tanto para al anclaje del propio ventilador como de soporte para el motor, e incluso de gua del flujo de aire. Adicionalmente, el marco suele indicar el sentido del movimiento de las aspas del ventilador y el del movimiento del aire a travs del mismo. Esta informacin suele venir indicada con flechas en un lateral y, normalmente, el ventilador sopla hacia el lado donde se encuentran los soportes del motor del ventilador:

El marco sueletener 4 orificios en las esquinas para atornillarlo al ordenador (en realidad 8, ya que los tiene en ambas partes, como se puede ver en la foto del ventilador de arriba), o para servir de sujecin en los anclajes de los disipadores. A veces, el marco tiene las esquinas cerradas y puede suponer un problema, ya que hacen falta tornillos ms largos o bien lo hacen incompatible con la instalacin en determinados sistemas. Esto sucede por ejemplo con los ventiladores Nexus:

RotorExisten muchos diseos diferentes de rotores. Se pueden clasificar fundamentalmente en dos grupos: Ventiladores Radiales o Centrfugos: Este tipo de ventiladores tienen las palas normalmente planas y con forma de "radios" (como una rueda de paletas), permitiendo que el flujo de aire sea perpendicular al eje del ventilador. Un ejemplo de ventilador radial:

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Ventiladores Axiales: Este tipo de ventiladores mueven el aire en direccin paralela al eje del ventilador (o perpendicular al marco, segn como se quiera ver). Son mucho ms apropiados para un PC silencioso, se pueden construir en muchsimos tamaos diferentes y existen multitud de diseos diferentes del rotor con diferente nmero, tamao y forma de las aspas. Algunos ejemplos:

MANTENIMIENTO

TiposCorrectivo: Es el mantenimiento que se aplica para corregir una falla imprevista o prevista.Preventivo: Es el tipo de mantenimiento que se aplica de acuerdo a las recomendaciones de los fabricantes o a la experiencia del personal demantenimiento.Predictivo: Este tipo de mantenimiento se aplica para detectar las fallas desde sus inicios y vigilar su desarrollo.

ProgramasSe recomienda la aplicacin de un programa de mantenimiento predictivo basado en vibraciones ya que es la forma ms efectiva para determinar las condiciones en que una mquina se encuentra trabajando, sin necesidad de pararla.Los programas de mantenimiento predictivo basado en vibracin permiten detectar e identificar cualquier problema en su primera etapa de formacin y vigilar su desarrollo antes que ocurra una avera. Esto nos permite programar su reparacin evitando paros imprevistos o de emergencia y evita reparaciones innecesarias, que consecuentemente redundan en costos de produccin.

MANTENIMIENTO GENERAL DEL MOTORLas tres reglas bsicas para el mantenimiento del motor son: Mantenerlo limpio, seco y lubricado.1. Mantener los motores y las bobinas limpios es importante porque la suciedad y el polvo sirven como aisladores trmicos. El calor normalmente disipado por el motor es retenido causando el sobrecalentamiento y/o una falla prematura. Quite el polvo y la suciedad sopleteando el motor peridicamente. Mantenga el rea que rodea el motor abierta de modo que el aire pueda circular a travs del ventilador del motor.2. Los motores se deben mantener secos para evitar los cortocircuitos elctricos. Los motores almacenados por perodos de tiempo largos pueden presentar condensacin de humedad en las bobinas. Asegrese que el motor est secoantes de usar.Algunos motores son lubricados de por vida. La lubricacin de los rodamientos del motor,1. Si es requerida, debe seguir el programa de mantenimiento normal recomendado por el fabricante. Los requisitos de lubricacin normalmente son adjuntos al motor. No lubrique en exceso.En motores nuevos se recomienda que por ningn motivo abran la carcaza, ya que la pliza de garanta no ser vlida.Asegrese que el motor no est sobrecargado comparando lecturas reales de amperaje contra las establecidas en la placa del motor.

MANTENIMIENTO DE LA HLICE Y LA FLECHAExamine peridicamente la flecha y la hlice para saber si hay acumulacin de suciedad, corrosin, y muestras de exceso de tensin o de fatiga. Limpie los componentes y, cuando sea apropiado, aplique recubrimiento nuevo (cualquier aplicacin de recubrimiento o soldadura puede crear un desbalance). Compruebe el balanceo del ensamble.La Figura 4 puede ser usada como una gua para determinar cuando un ventilador est operando o no, dentro de los limites de vibracin aceptables.

MANTENIMIENTO DE LA EMBOCADURA Y ESTRUCTURA EN GENERALTodos los componentes o dispositivos estructurales usados para soportar o unir el ventilador a una estructura se deben revisar en intervalos regulares. Los aisladores de vibracin, tornillos, cimentaciones, etc., estn expuestos a fallas por la corrosin, la erosin y otras causas. El montaje incorrecto puede conducir a malas caractersticas de funcionamiento o fatiga y falla delventilador. Compruebe los componentes metlicos para saber si presentan corrosin, grietas u otras muestras de tensin. En la instalacin sobre pared se debe revisar el muro para asegurar la integridad del mismo.

MANTENIMIENTO DE LAS CHUMACERASChumaceras con rodamientos de bolas pueden operar a temperaturas de 93 C (200 F) de cualquier manera no cambie una chumacera solo porque sta se sienta caliente. Comprueba la temperatura de la chumacera con un

TURBINAS

Una turbina hidrulica es una turbo mquina motora hidrulica, que aprovecha la energa de un fluido que pasa a travs de ella para producir un movimiento de rotacin que, transferido mediante un eje, mueve directamente una mquina o bien un generador que transforma la energa mecnica en elctrica, as son el rgano fundamental de una central hidroelctricaPor ser turbo maquinas siguen la misma clasificacin de estas, y pertenecen, obviamente, al subgrupo de las turbomquinas hidrulicas y al subgrupo de las turbomquinas motoras. En el lenguaje comn de las turbinas hidrulicas se suele hablar en funcin de las siguientes clasificaciones:De acuerdo al cambio de presin en el rodete o al grado de reaccin Turbinas de accin: Son aquellas en las que el fluido de trabajo no sufre un cambio de presin importante en su paso a travs de rodete. Turbinas de reaccin: Son aquellas en las que el fluido de trabajo si sufre un cambio de presin importante en su paso a travs de rodete.Para clasificar a una turbina dentrode esta categora se requiere calcular el grado de reaccin de la misma. Las turbinas de accin aprovechan nicamente la velocidad del flujo de agua, mientras que las de reaccin aprovechan adems la prdida de presin que se produce en su interior..Motor rotativo que convierte en energa mecnica la energa de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento bsico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hlices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energa mecnica se transfiere a travs de un eje para proporcionar el movimiento de una mquina, un compresor, un generador elctrico o una hlice. Las turbinas se clasifican en turbinas hidrulicas o de agua, turbinas de vapor y turbinas de combustin. Hoy la mayor parte de la energa elctrica mundial se produce utilizando generadores movidos por turbinas. Los molinos de viento que producen energa elctrica se llaman turbinas de viento.Turbinas hidrulicasEl tipo ms antiguo y ms simple de turbina hidrulica es la rueda hidrulica, utilizada por primera vez en Grecia y utilizada durante la antigedad y la edad media para moler cereales. Consista en un eje vertical con un conjunto de aspas o palas radiales situadas en una corriente de agua a gran velocidad. La potencia de la rueda era de unos 0,5 caballos de vapor (CV). La rueda hidrulica horizontal (o sea, un ejehorizontal conectado a una rueda de palas vertical), descrita por primera vez por el arquitecto e ingeniero romano Vitrubio en el siglo I a.C., tena el segmento inferior de la rueda de palas insertada en la corriente, y actuaba como una rueda hidrulica de empuje inferior.

TURBINAS TERMICASFuncionamiento de la turbina de vaporEl funcionamiento de la turbina de vapor se basa en el principio termodinmico que expresa que cuando el vapor se expande disminuye su temperatura y se reduce su energa interna. Esta reduccin de la energa interna se transforma en energa mecnica por la aceleracin de las partculas de vapor, lo que permite disponer directamente de una gran cantidad de energa. Cuando el vapor se expande, la reduccin de su energa interna en 400 cal puede producir un aumento de la velocidad de las partculas a unos 2.900 km/h. A estas velocidades la energa disponible es muy elevada, a pesar de que las partculas son extremadamente ligeras.Si bien estn diseadas de dos formas diferentes, las partes fundamentales de las turbinas de vapor son parecidas. Consisten en boquillas o chorros a travs de los que pasa el vapor en expansin, descendiendo la temperatura y ganando energa cintica, y palas sobre las que acta la presin de las partculas de vapor a alta velocidad. La disposicin de los chorros y las palas depende del tipo de turbina. Adems de estos dos componentes bsicos, las turbinas cuentan con ruedas o tambores sobre los que estn montadas las palas, un ejepara las ruedas o los tambores, una carcasa exterior que retiene el vapor dentro de la zona de la turbina, y varios componentes adicionales como dispositivos de lubricacin y controladores.Tipos de turbina de vaporLa forma ms sencilla de turbina de vapor es la denominada turbina de accin, en la que los chorros de la turbina estn sujetos a un punto dentro de la carcasa de la turbina, y las palas estn dispuestas en los bordes de ruedas que giran alrededor de un eje central. El vapor pasa a travs de las boquillas y alcanza las palas. stas absorben una parte de la energa cintica del vapor en expansin, lo que hace girar la rueda y con ella el eje al que est unida. La turbina est diseada de forma que el vapor que entra por un extremo de la misma se expande a travs de una serie de boquillas hasta que ha perdido la mayor parte de su energa interna.En la turbina de reaccin la energa mecnica se obtiene de la aceleracin del vapor en expansin. Las turbinas de este tipo cuentan con dos grupos de palas, unas mviles y las otras fijas. Las palas estn colocadas de forma que cada par acta como una boquilla a travs de la cual pasa el vapor mientras se expande. Las palas de las turbinas de reaccin suelen montarse en un tambor en lugar de una rueda. El tambor acta como eje de la turbina.Para que la energa del vapor se utilice eficientemente en ambos tipos de turbina, es necesario utilizar varios escalones en cada uno de los cuales se convierte en energa cintica una partede la energa trmica del vapor. Si se hiciera toda la conversin de los dos tipos de energa en un solo escaln, la velocidad rotatoria de la rueda sera excesiva. Por lo general, se utilizan ms escalones en las turbinas de reaccin que en las turbinas de accin.Se puede comprobar que, con el mismo dimetro y la misma cantidad de energa, la turbina de reaccin necesita el doble de escalones para obtener un rendimiento mximo. Las turbinas ms grandes, que normalmente son de accin, emplean hasta cierto grado la reaccin al principio del recorrido del vapor para que el flujo de vapor sea eficaz. Muchas de las turbinas de reaccin utilizan primero un escaln de control de accin, lo que reduce el nmero de escalones necesarios.A causa del aumento de volumen del vapor cuando se expande, es necesario aumentar en cada escaln el tamao de las aberturas a travs de las cuales pasa el vapor. Durante el diseo real de las turbinas, este aumento se consigue alargando las palas de un escaln a otro y aumentando el dimetro del tambor o la rueda a la que estn acopladas las palas. Tambin se agregan dos o ms secciones de turbina en paralelo. Como resultado de esto, una turbina industrial pequea puede ser prcticamente cnica, con el dimetro ms pequeo en el extremo de entrada, de mayor presin, y el dimetro mayor en el extremo de salida. Las grandes turbinas de una central elctrica nuclear pueden tener cuatro rotores con una seccin de alta presin con flujo doble, seguida de tressecciones de baja presin y flujo doble.Las turbinas de vapor son mquinas simples que tienen prcticamente una sola parte mvil, el rotor. Sin embargo, requieren algunos componentes auxiliares para funcionar: cojinetes de contacto plano para sostener el eje, cojinetes de empuje para mantener la posicin axial del eje, un sistema de lubricacin de los cojinetes y un sistema de estanqueidad que impide que el vapor salga de la turbina y que el aire entre en ella. La velocidad de rotacin se controla con vlvulas en la admisin de vapor de la mquina. La cada de presin en las palas produce adems una fuerza axial considerable en las palas mviles, lo que se suele compensar con un pistn de equilibrado, que crea a su vez un empuje en sentido opuesto al del vapor.La eficiencia de expansin de las turbinas modernas de varios escalones es alta, dado el avanzado estado de desarrollo de los componentes utilizados en las turbinas y la posibilidad de recuperar las prdidas de un escaln en los siguientes, con un sistema de recalentamiento. El rendimiento que se obtiene al transformar en movimiento la energa tericamente disponible suele superar el 90%. La eficiencia termodinmica de una instalacin de generacin con vapor es mucho menor, dada la prdida de energa del vapor que sale de la turbina.

DIFERENCIAS ENTRE TIPOS DE TURBINASAunque bsicamente su funcionamiento es muy similar, las turbinas Pelton, Francis y Kaplan se diferencian en muchos aspectos.Uno de ellos es su simpleapariencia. La turbina Pelton est formada por una especie de cucharas que, sometidas al impacto del agua, giran produciendo el giro continuo del eje. Mientras que la forma de la turbina Francis recuerda un molinillo de viento en forma de caracol. Por otro lado la turbina Kaplan recuerda ms a una hlice de un barco o un submarino.Otra de las diferencias es segn la forma en que el agua impacta en sus labes y hace que se muevan. Por lo tanto la turbina Pelton y la Francis son turbinas nombradas de accin, porque se mueven por el impacto del agua sobre sus aspas, mientras que la turbina Francis es de reaccin porque sus aspas giran por la presin del agua que circula a su alrededor.Tambin las diferencia la cantidad de agua con la que pueden trabajar: la Pelton se utiliza para poca cantidad de agua, pero por contra la Kaplan necesita mucha agua, por lo tanto la ms adaptable es la Francis que se puede utilizar para cantidad variable de agua y salto de agua.Otro de los aspectos que las diferencian son las aplicaciones que se hacen de cada una. Mientras que la Pelton en centrales hidrulicas de no mucha potencia, la Francis al poderse aplicar a todo tipo de cantidad de agua y salto de agua es la ms utilizada en centrales hidroelctricasINSTALACION, OPERACIN, CONTROL Y MANTENIMIENTO DE UNA CENTRAL HIDROELECTRICACentral Hidroelctrica Antonio Jos de Sucre en Macagua II y III

Su capacidad de generacin, ubicada en 2.540 megavatios, se encuentra garantizada por 12 unidadesgeneradoras de 216 megavatios cada una, impulsadas por turbinas tipo Francis bajo cada neta de 46,4 m. instaladas en la Casa de Maquinas 2.Para el control del rio se construyo un Aliviadero con 12 compuertas capaz de transitar 30.000 m3/seg. Adicionalmente, para garantizar un continuo flujo de agua a los Saltos de Cachamay y la Llovizna, se incluyo especialmente la Casa de Maquinas Nro.III, bajo cada neta de 23,0 metros generando 172 megavatios con 2 unidades tipo Kaplan.El diseno de la obra fue realizado con el fin de perturbar lo menos posible su entorno natural, por estar ubicado en la cercana del sistema de parques de Ciudad Guayana (Cachamay, Loefling, Punta Vista y La Llovizna). El Proyecto Macagua II comprende las obras para completar el cierre del rio y formar un embalse, aprovechando el flujo regulado desde la Central Hidroelctrica Simon Bolivar en Guri. CVG Electrificacin del Caroni, CVG EDELCACentrales Hidroelctricas

La Central Hidroelctrica Antonio Jos de Sucre Macagua II y III es el tercer proyecto hidroelctrico construido en el rio Caron. Conforma, conjuntamente con la Central Macagua I, el Complejo Hidroelctrico 23 de Enero". Esta situado a 10 kilmetros aguas arriba de la confluencia de los rios Caroni y Orinoco en el perimetro urbano de Ciudad Guayana,

DESCRIPCIN GENERAL DE LOS MACRO COMPONENTESEstructuras de toma

La estructura de toma de concreto a gravedad de la casa de maquinasNro. 2 est constituida por 14 monolitos de 28 m de ancho cada uno,de los cuales 12 corresponden a las tomas de igual nmero de unidades generadoras. En cada toma hay una reja tipo arco, una compuerta de operacin vertical tipo vagn accionada por un winche hidrulico y un pozo para compuerta de mantenimiento manejada mediante una gra prtico ubicada en el tope de la presa. Las tuberas forzadas tienen un dimetro 9,6 m y 40,15 m de longitud.

Presa de Transicin DerechaEst constituida por 11 monolitos de concreto, 2 de ellos de 28 m de ancho, 4 de 19,81 m, 1 de 15 m y 4 monolitos de 15 m, anexos al estriboNorte de Macagua I. Est ubicada entre las estructuras de Toma de lasCasas de Maquinas Nos. 1 y 2.Presa de Transicin IzquierdaConsta de 3 monolitos, de geometra variable (20, 28 y 10 m de ancho) para adaptarse a los requerimientos del contacto entre la Presa deConcreto y la Presa de enrocamiento. Est ubicada entre la Estructura deToma N 2 y la Presa de Enrocamiento con Pantalla de Concreto N 1.Casa de Mquinas N 2La Casa de Maquinas No 2 est formada por una nave de generadores de12 monolitos de 28 m de longitud y los cuales albergan 12 unidades turbogeneradoras con turbinas tipo Francis de eje vertical, con caja espiral de planchas de acero y tubo de aspiracin parcialmente revestido enacero. Su capacidad instalada es de 2376 MW.Casa de Mquinas N 3La Casa de Maquinas Nro. 3 se incluyo en el proyecto con la intencin de garantizar un flujo de agua permanente de 660 m3/seg. a los SaltosCachamay y La Llovizna y asmantener la belleza escnica de estos escenarios naturales, cumpliendo requerimientos ambientales. Esta estructura es del tipo integrada con la Toma. Consta de 2 monolitos de 28 m de ancho y una Nave de Montaje formada por otro monolito de 28 m,CVG Electrificacin del Caroni, CVG EDELCACentrales Hidroelctricas alberga 2 unidades turbogeneradoras, con turbinas tipo Kaplan y caja semi - espiral de concreto. La capacidad instalada es de 172 MW.AliviaderoEl control del rio est provisto de un Aliviadero con 12 compuertas, que regula el embalse a un nivel normal mximo de las aguas de 54,5 metros sobre el nivel del mar. Tiene una longitud de 322,50 m y es capaz de transitar 30.000 m3/seg., caudal que corresponde a la creciente mxima probable descargada por Gur. Est formado por seis canales de dos vanos cada uno, con 12 compuertas radiales de 22,00 m de ancho por15,6 m de alto, accionadas por winches hidrulicos los cuales descansan sobre una ojiva a la elevacin 39,50 m.s.n.m... Est ubicado entre la Presa de Enrocamiento N 1 y la Casa de Maquinas N 3, y separado de estas por muros de conexin de concreto. El Aliviadero incluye adicionalmente una va de 33,10 m de ancho, la cual forma parte de la carretera nacional(Avenida Leopoldo Sucre Figarella-Pedro Palacios Herrera) que une las comunidades de Puerto Ordaz y San Flix, en Ciudad Guayana.Canales de DescargaLa presencia de un canal natural ubicado aguas abajo de la Casa de Maquinas N II, fue totalmente beneficiosa. Estecanal fue ampliado con un ancho de 130,0 m con una longitud aproximada de 1.100 m. El Canal de Descarga de la Casa de Maquinas N III, tiene un ancho de 56 m y distribuye el agua hacia los Saltos La Llovizna y Cachamay respectivamente, mediante un dique de reparticin. Sobre el Canal de Descarga de la Casa de Maquinas N 1, se construyo el puente vial interno que permite el acceso al complejo desde la Carretera San Flix-El Pao.Presas de Enrocamiento con Pantalla de ConcretoLas Presas de cierre son del tipo de enrocamiento compactado con pantalla de concreto. La longitud de la Presa de Enrocamiento N 1 es de 474 m, de la Presa de Enrocamiento N 2 de 1.140 m y de la Presa de Enrocamiento N 3 de 878 m aproximadamente. Las crestas de las presas tienen un ancho de 8 m en la elevacin de 56,00 m.s.n.m... CVG Electrificacin del Caroni, CVG EDELCACentrales HidroelctricasCentro de Visitantes (Eco museo del Caron)Geomtricamente, el edificio es un cubo que surge de una excavacin cilndrica en la roca viva. Lo geomtrico agudiza el contraste con la abrumadora naturaleza del lugar y con el resto del proyecto. Una plaza escalonada en forma de abanico, "La Plaza del Agua", sirve de vnculo entre la naturaleza, la ciudad y lo tecnolgico y facilita a los visitantes disfrutar del contraste de ese fascinante trinomio. A medida que el visitante baja las escaleras de la plaza, el edificio - en cuyos espacios funciona el Eco museo del Caroni - se va haciendo reconocible por sus muros rojosque lo destacan vivamente del resto del proyecto tecnolgico y que lo identifica como el lugar para la actividad humana.La edificacin est dedicada a la conservacin y difusin del patrimonio cultural e histrico de la regin y del pas. Se han concebido en los espacios para fines educativos, culturales y de entretenimiento. Ellos sern utilizados para disfrute de la comunidad de Ciudad Guayana y de visitantes y turistas y para divulgar el maravilloso mundo de la hoya del Caroni y su desarrollo hidroelctrico incluyendo su flora, fauna, hidrologa y potencial econmico. All se ofrecer al pblico una visin global del sistema de generacin y distribucin de energa de CVG EDELCA.Patio de Distribucin N 2El proyecto hidroelctrico Antonio Jos de Sucre en Macagua II requiri la construccin de un sistema de transmisin complementario, compuesto por lneas a 115 y 400 kV destinado a transportar la energa generada en las centrales hasta las subestaciones. La mayor parte de la generacin -2.326 MW- proveniente de las 12 unidades de la Casa de Maquinas Nro. II, ser conducida en primer lugar, a travs de circuitos (uno por cada par de maquinas) desde losTransformadores de la central hasta el Patio de Distribucin, ubicado en la margen derecha del rio, contiguo al Patio de Distribucin de Macagua I, y desde all se conectan con las subestaciones de Gur y Guayana B las tres lneas de transmisin de extra alta tensin (400 kV), las cuales reforzaran el actual sistema denominadoBajo Caroni, dirigido al abastecimiento de electricidad para las industrias pesadas de Guayana.Asimismo, la energa generada por las 2 unidades instaladas en la Casa de Maquinas Nro. III con 172 MW vienen a reforzar el Sistema Regional a 115 kV, el cual proporciona energa elctrica a la pequea y mediana industria de Ciudad Guayana.

INSTALACION, OPERACIN, CONTROL Y MANTENIMIENTO DE UNA CENTRAL TERMICA

CENTRALES TERMICASUna central trmica transforma la energa Qumica de un combustible (gas, carbn, fuel) en energa elctrica. Tambin se pueden considerar centrales trmicas aquellas que funcionan con energa nuclear. Es una instalacin en donde la energa mecnica que se necesita para mover el generador y por tanto para obtener la energa elctrica, se obtiene a partir del vapor formado al hervir el agua en una caldera. Todas las centrales trmicas siguen un ciclo de produccin de vapor destinado al accionamiento de las turbinas que mueven el rotor del alternador.

Fases

1. Se emplea como combustible, generalmente, un derivado del petrleo llamado fuel-ol, aunque hay centrales de gas o de carbn. Este combustible se quema en una caldera y el calor generado se transmite a agua.2. Se calienta el agua lquida que ha sido bombeada hasta un serpentn de calentamiento (sistema de tuberas). El calentamiento de agua se produce gracias a una caldera que obtiene energa de la combustin del combustible (carbn pulverizado, fuel o gas).3. El agua lquida pasa a transformarse envapor; este vapor es hmedo y poco energtico.4. Se sobrecalienta el vapor que se vuelve seco, hasta altas temperaturas y presiones.5. El vapor sobrecalentado pasa por un sistema de conduccin y se libera hasta una turbina, provocando su movimiento a gran velocidad, es decir, generamos energa mecnica.6. La turbina est acoplada a un alternador solidariamente que, finalmente, produce la energa elctrica.7. En esta etapa final, el vapor se enfra, se condensa y regresa al estado lquido.La instalacin donde se produce la condensacin se llama condensador. El agua lquida forma parte de un circuito cerrado y volver otra vez a la caldera, previo calentamiento. Para refrigerar el vapor se emplea se recurre a agua de un ro o del mar, la cual debe refrigerarse en torres de refrigeracin.

NOTA: No confundir el vapor del agua que mueve la turbina con el agua que refrigera el vapor. Son dos elementos distintos del proceso. El agua de refrigeracin no mueve las turbinas.La corriente elctrica se genera a unos 20000 voltios de tensin y se pasa a los transformadores para elevar la tensin hasta unos 400000 voltios, para su traslado hasta los puntos de consumo.

NOTAS: Si la central trmica es de carbn, ste se almacena a medida que llega de la mina y se traslada por medio de una cinta transportadora hasta la tolva, de donde se pasa a un molino en el que se tritura hasta quedar convertido en polvo fino que arde ms fcilmente. A continuacin se mezcla con aire precalentado y seintroduce en la caldera.Si el combustible empleado es fuel, ste se almacena en depsitos a medida que llega de la refinera y tras ser calentado, se conduce desde ellos a la caldera; si la central trmica es de gas, ste pasa de los tanques de almacenamiento a la caldera experimentando tambin un calentamiento previo.

COMPRESORES

Funcionamiento de compresores radiales axiales y mixtos

Pueden emplearse para presiones de descarga de hasta 7 Kgf/cm2. La mayor parte de los compresores que operan con presiones de descarga superiores a 3,5 Kgf/cm2, son mquinas alternativas de desplazamiento positivo. Estos aparatos operan mecnicamente de la misma forma que las bombas alternativas, con la diferencia de que es ms difcil evitar las fugas y el aumento de temperatura es aqu importante, la relacin entre la presin de salida y la de entrada es superior a 10, por lo que se necesitan mtodos de refrigeracin para disminuir la temperatura. Las paredes y los cabezales del cilindro estn encamisados para hacer circular agua u otro lquido refrigerante. Los compresores alternativos son generalmente movidos a motor y son casi siempre de doble efecto. Cuando la relacin de compresin que se requiere es mayor que la que puede lograr se en un cilindro, se emplean compresores de etapa mltiple. Entre cada dos etapas de disponen refrigerantes, que son cambiadores de calor enfriados por agua u otro lquido refrigerante; y tienen la suficiente capacidad de transmisin de calor para hacer descenderla temperatura del gas hasta el valor nomina en la succin. Con frecuencia se utiliza un refrigerante final para enfriar el gas que sales de la ltima etapa.Un compresor que succiona a una presin por debajo de la atmosfrica y descarga a la presin atmosfrica, recibe el nombre de bomba de vaco. Cualquier tipo de soplante o compresor alternativo, rotatorio o centrfugo, puede adaptarse para hacer vaco, modificando el diseo de forma que entre gas a densidad baja por la succin y se alcance la relacin de compresin necesaria. A medida que disminuye y se hace cero para la menor presin absoluta que puede alcanzar la bomba. El rendimiento mecnico, por otra parte, es generalmente inferior que para un compresor. El volumen desplazado aumenta rpidamente al disminuir la presin de succin puesto que para hacer circular una cantidad relativamente grande de gas, se necesita un aparato de gran tamao. La relacin de compresin que se utiliza en las bombas de vaco, es mayor que en compresores y es del orden de 100 o ms, de forma que la temperatura de descarga es muy alta. Sin embargo, realmente, la compresin es prcticamente isotrmica debido a que como la velocidad de flujo de masa es pequea, la transmisin de calor desde la superficie metlica es relativamente grande.

Al clasificarse segn el indicio constructivo los compresores volumtricos se subdividen en los de mbolo y de rotor y los de paletas en centrfugos y axiales. Es posible la divisin de los compresores en grupos deacuerdo con el gnero de gas que se desplaza, del tipo de transmisin y de la destinacin del compresor.

COMPRESORES ROTATIVOS O CENTRFUGOSLos compresores centrfugos impulsan y comprimen los gases mediante ruedas de paletas.Los ventiladores son compresores centrfugos de baja presin con una rueda de paletas de poca velocidad perifrica (de 10 a 500 mm de columna de agua; tipos especiales hasta 1000 mm). Las mquinas soplantes rotativas son compresores centrfugos de gran velocidad tangencial (120 a 300 m/seg.) y una relacin de presiones por escaln p2/p1 = 1,1 a 1,7. Montando en serie hasta 12 13 rotores en una caja puede alcanzarse una presin final de 12kg/cm2, comprimiendo aire con refrigeracin repetida.

Aplicacin en compresin de airehay que indicar que para los trabajos normales de amolado, fresado, desbaste y rebarbado se deben utilizar las mquinas propulsoras de gran potencia y robustez y para los trabajos ligeros de acabado, amolado, pulido y desbarbado que requieren una potencia menor hay que usar mquinas ms ligeras y manejables.

Estas mquinas neumticas presentan mltiples ventajas tales como:Alto rendimiento y bajo consumo de aire.Buena la relacin peso/rendimiento.Son mquinas robustas con motores de aletas y turbinas insensibles.Buena relacin de revoluciones y potencia del motor, as se puede sobrecargar hasta parar sin que por ello se perjudique el motor.La sustitucin de piezas sujetas a desgaste es fcil y econmica.Algunas de las mquinas neumticas pueden utilizarse con o sin aceite.En los casos de las mquinas con motores de turbina y mbolo giratorio, que se puedan utilizar tanto con aceite como sin aceite, las ventajas aadidas del funcionamiento sin aceite son:Proteger al usuario y al medio ambiente (carcter ecolgico de la herramienta).Prescindir del aceite y del deposito para el aceite conlleva menores costes de servicio.Evitar residuos de aceite sobre la pieza de trabajo.No se daan los materiales especialmente sensibles al aceite tales como la cermica, la madera y el plstico.

Recomendaciones para un uso rentableQue la presin de aire de accionamiento de las mquinas est entre 6 y 6,3 bar. Se debe garantizar siempre la suficiente cantidad de aire evitando tambin la sobrepresin que provocara un desgaste prematuro y elevado.Ofrecer una buena y continuada lubricacin de niebla de aceite es decisiva para el buen funcionamiento de la mquina.Se recomienda la conexin previa de una unidad de mantenimiento completa compuesta por un filtro, un reductor de presin y un lubricador a una distancia mxima de la mquina de unos 5 metros.Es recomendable con amoladoras pequeas de elevadas revoluciones (a partir de unas 40.000 rpm) prever un filtro fin en lugar del decantador normal de impurezas para evitar que estas acten como emulsin abrasiva desgastando prematuramente todas las piezas mviles de la mquina.La manguera de alimentacin deber tener comomnimo la anchura libre recomendada en cada caso.Todos los acoplamientos necesarios: boquillas, acoplamientos rpidos, etc. deben utilizarse con la anchura mxima posible y si es posible slo tener un acoplamiento para evitar prdidas innecesarias de presin.Las mquinas de aire comprimido de PFERD se rigen por la normativa de la CE en lo referente a vibraciones y este bajo nivel de las mismas se logra por una marcha concntrica exacta, por capas intermedias amortiguadoras de vibraciones y por la carcasa aislante de vibraciones.

Tipos de amoladoras neumticasDentro de las amoladoras neumticas podemos destacar en esta ocasin 3 tipos:Aparato neumtico para limas para el mecanizado de ranuras profundas utilizable con limas de fibra cermica y con limas de diamante.Lpiz marcador patentado que trabaja aproximadamente con 3 veces la frecuencia con que lo hacen otros marcadores. En el caso de querer grabar y marcar sobre metal, cristal, plsticos y aceros duros para herramientas se deben utilizar agujas de grosor fino.Amoladoras neumticasdispone de un amplio abanico tanto de amoladoras rectas con o sin husillo extensible como de amoladoras angulares.Hay que diferenciar entre las de gran potencia y estructura robusta que deben usarse para todo tipo de trabajos de amolado, fresado, desbaste y rebarbado y las de menor potencia ms ligeras y de ms fcil manejo- para trabajos ligeros de acabado, amolado, pulido y desbarbado.Adems de las mquinas y dependiendo deltrabajo a realizar hay una grama de herramientas para usar en este tipo de mquinas pudiendo citar entre otras:Fresas de metal duro y fresas HSSMuelas cermicasMuelas de afinadoMuelas diamantadasMini herramientas de lija y de velln (discos, manguitos, abanicos..)Discos de corte pequeos Cardas

APLICACIONES EN AIRE ACONDICIONADA Y REFRIGERACION

Refrigeradores del Gas (para enfriar el gas despus de cada escaln)Con presiones bajas se emplea preferentemente el refrigerador de haz tubular, en el que circula el gas por fuera de los tubos y el agua por dentro de los mismos, o el refrigerador con elementos de tubos de aletas.En los refrigeradores de haz tubular se dan al gas varios cambios de direccin mediante unos mamparos en laberinto para que la velocidad del gas sea la conveniente a la buena transmisin del calor. En los refrigeradores de elementos no existe laberinto, por lo cual ocasiona menos prdidas de carga. Otras ventajas del refrigerador de elementos: poco espacio ocupado por los tubos de aletas, lo que permite disponer grandes espacios de amortiguamiento y de condensacin de en la caja del refrigerador, y facilidad de limpieza por la sencillez de desmontaje de los elementos refrigeradores.Para gases con muchas impurezas, que ensucian rpidamente los tubos de aletas, se emplea, aunque la transmisin trmica sea menos eficaz, el refrigerador de haz tubular (c) con circulacin del gas por el interior de los tubos y agua por la contracorriente por elexterior. Estos refrigeradores son muy sensibles a la corrosin exterior por el agua en la parte inmediata a la entrada de gas.Para grandes presiones se emplean el refrigerador de serpentn (e), por cuyo interior circula el gas, sumergido en un deposito de agua, o el refrigerador de tubos dobles (d) coaxiales, circulando el gas por el tubo interior, y el agua, en contracorriente, por el espacio entre los dos tubos.

Datos sobre tamao y peso de los elementos y de haz tubular, tabla 3.Se procura conseguir un enfriamiento de los gases hasta unos 5 a 10 por encima de la temperatura de entrada del agua de refrigeracin.REFRIGERADORES DE GAS6.Gasto del compresor en la aspiracin m3/min371217255075100

Dimetro mm4005005006007008009001000Altura (mm) 1585 1775 2400 2700 2900 3800 4200Peso total (refrigeradores de elementos) Kg.2904306108501000160023503150

La cantidad de calor Q [Kcal/h] eliminada en cada escaln se obtiene aproximadamente, de la potencia del escaln Ni[HP] y de la cantidad de vapor de agua condensado en el refrigerador Gw (Kg.), por la frmulaQ=632 Ni + 600 Gw.De Q y de la elevacin de temperatura admitida en el agua de refrigeracin se obtiene la cantidad necesaria de esta ltima. La temperatura de salida del agua no debe pasar de 40 para evitar la formacin de incrustaciones. Velocidad del agua 1,5 a 2 m/seg.; velocidad del gas 5 a 15 m/seg.A la resistencia al paso del calor1/k por superficies limpias hay que aadir, por la suciedad inevitable de 0,0005 a 0,001 m2h /Kcal por cada cara en contacto con agua o gas, o ms si se trabaja en condiciones desfavorables.Filtros de polvo

MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

CICLOS OTTO Y DIESEL

El ciclo Otto es el ciclo termodinmico ideal que se aplica en los motores de combustin interna de encendido provocado (motores de gasolina). Se caracteriza porque todo el calor se aporta a volumen constante. El ciclo consta de seis procesos, dos de los cuales se cancelan mutuamente: E-A: admisin a presin constante A-B: compresin isentropica B-C: combustin, aporte de calor a volumen constante. La presin se eleva rpidamente antes de comenzar el tiempo til C-D: fuerza, expansin isentrpica o parte del ciclo que entrega trabajo D-A: Escape, cesin del calor residual al ambiente a volumen constante A-E: Escape, vaciado de la cmara a presin constante.Hay dos tipos de motores que se rigen por el ciclo de Otto, los motores de dos tiempos y los motores de cuatro tiempos. Este ltimo, junto con el motor diesel, es el ms utilizado en los automviles ya que tiene un buen rendimiento y contamina mucho menos que el motor de dos tiempos.

1. Durante la primera fase el pistn se desplaza hasta el PMI y la vlvula de admisin permanece abierta, permitiendo que se aspire la mezcla de combustible y aire hacia dentro del cilindro (Esto no significa que entre de forma Gaseosa).2. Durante la segunda faselas vlvulas permanecen cerradas y el pistn se mueve hacia el PMS, comprimiendo la mezcla de aire y combustible. Cuando el pistn llega al final de esta fase, la buja se activa y enciende la mezcla.3. Durante la tercera fase se produce la combustin de la mezcla, liberando energa que provoca la expansin de los gases y el movimiento del pistn hacia el PMI. Se produce la transformacin de la energa qumica contenida en el combustible en energa mecnica trasmitida al pistn. l la trasmite a la biela, y la biela la trasmite al cigeal, de donde se toma para su utilizacin.4. En la cuarta fase se abre la vlvula de escape y el pistn se mueve hacia el PMS, expulsando los gases producidos durante la combustin y quedando preparado para empezar un nuevo ciclo.

CICLO DIESEL

En teora, el ciclo diesel difiere del ciclo Otto en que la combustin tiene lugar en este ltimo a volumen constante en lugar de producirse a una presin constante. La mayora de los motores diesel son asimismo del ciclo de cuatro tiempos, salvo los de tamao muy grande, ferroviario o marino, que son de dos tiempos. Las fases son diferentes de las de los motores de gasolina.En la primera carrera, la de admisin, el pistn sale hacia fuera, y se absorbe aire hacia la cmara de combustin. En la segunda carrera, la fase de compresin, en que el pistn se acerca. el aire se comprime a una parte de su volumen original, lo cual hace que suba su temperatura hasta unos 850 C. Al final de la fase de compresin seinyecta el combustible a gran presin mediante la inyeccin de combustible con lo que se atomiza dentro de la cmara de combustin, producindose la inflamacin a causa de la alta temperatura del aire. En la tercera fase, la fase de trabajo, la combustin empuja el pistn hacia fuera, trasmitiendo la fuerza longitudinal al cigeal a travs de la biela, transformndose en fuerza de giro par motor. La cuarta fase es, al igual que en los motores Otto, la fase de escape, cuando vuelve el pistn hacia dentro.Algunos motores diesel utilizan un sistema auxiliar de ignicin para encender el combustible al arrancar el motor y mientras alcanza la temperatura adecuada.La eficiencia o rendimiento (proporcin de la energa del combustible que se transforma en trabajo y no se pierde como calor) de los motores diesel depende, de los mismos factores que los motores Otto, es decir de las presiones (y por tanto de las temperaturas) inicial y final de la fase de compresin. Por lo tanto es mayor que en los motores de gasolina, llegando a superar el 40%. en los grandes motores de dos tiempos de propulsin naval. Este valor se logra con un grado de compresin de 20 a 1 aproximadamente, contra 9 a 1 en los Otto. Por ello es necesaria una mayor robustez, y los motores diesel son, por lo general, ms pesados que los motores Otto. Esta desventaja se compensa con el mayor rendimiento y el hecho de utilizar combustibles ms baratos.Los motores diesel grandes de 2T suelen ser motores lentos con velocidades decigeal de 100 a 750 revoluciones por minuto (rpm o r/min), mientras que los motores de 4T trabajan hasta 2.500 rpm (camiones y autobuses) y 5.000 rpm. (Automviles)

ESTUDIO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS DEL MOTOR DE CUATRO TIEMPOS. En un principio vamos a estudiar todos y cada uno de los elementos que constituyen los motores tanto de explosin (Otto) como los de combustin (Diesel). Vamos a estudiar conjuntamente las partes o elementos comunes de estos dos tipos de motores y posteriormente los elementos que diferencian su constitucin.ELEMENTOS COMUNES:Dentro de los elementos comunes a los dos tipos de motores podemos clasificarlos como elementos fijos o soporte y elementos mviles o dinmicos.ELEMENTOS FIJOS:-BLOQUE MOTOR: Es el elemento que constituye el soporte estructural de todo el motor. Es el elemento ms voluminoso y pesado del motor en el cual van alojados o acoplados el resto de la gran parte de elementos que componen el motor.Formado por una serie de orificios los cuales constituyen los denominados cilindros en los cuales se alojaran los pistones. Dependiendo de la forma, disposicin y caractersticas del bloque as podremos disponer de motores con cilindros en Lnea, Horizontales opuestos y en V. La disposicin en lnea es la ms clsica y comn para la mayora de los motores actuales. Ya que son motores de cilindradas relativamente medianas-bajas. No ocupan demasiado espacio debido a su pequea cilindrada. El problema se plantea cuando tratamos deconstruir motores de elevadas cilindradas y un nmero elevado de cilindros. En estos casos se nos plantean varios problemas, bsicamente constructivos; el primero es que si tratamos de construir un motor con un nmero de cilindros superior a 4 5, el bloque motor adquiere unas dimensiones exageradamente grandes, dificultando su posterior montaje en el vehculo y la limitacin en cuanto al diseo del mismo.El segundo problema radica en la construccin de un cigeal excesivamente largo lo cual nos produce una disminucin en la resistencia del material y el consecuente aumento de las probabilidades de rotura o deformacin del mismo.Un cigeal tan grande en movimiento almacena una energa cintica excesiva que podra repercutir en el resto de elementos del motor.En la figura podemos observar un bloque con sus correspondientes camisas.

Para evitar este tipo de inconvenientes se disponen los motores en V. Como su propio nombre indica la disposicin de los cilindros se realiza en dos mitades dispuestas en uve repartiendo de esta manera los cilindros y el resto de los elementos del motor consiguiendo una optimizacin de las dimensiones del mismo.Otro tipo de motores segn la disposicin de los cilindros son los motores horizontales-opuestos; este tipo de motores es el menos utilizado pero se caracteriza por tener una disposicin de los cilindros igual a la de los motores en V pero con un desfase de 180.El bloque motor debido a los cilindros y una serie de cavidadesinternas, seencuentra prcticamente hueco. Por tales cavidades circula el agua del circuito de refrigeracin. Tambin posee otra serie de orificios roscados los cuales sirven para la fijacin del resto de elementos que van acoplados al bloque; y no debemos olvidar que en el interior del bloque se encuentra un circuito de engrase que comunica con todas las zonas donde apoyan elementos mviles para su perfecta lubricacin.El material empleado para la construccin del bloque es la fundicin gris aleada con metales como el nquel y cromo. Este material le proporciona al bloque una elevada resistencia al calor y al desgaste as como una esplndida conductividad trmica.Dependiendo del tipo de refrigeracin utilizada en el motor, podremos clasificar los bloques en; Bloques refrigerados por aguaBLOQUES REFRIGERADOS POR AGUAA diferencia de los anteriores en este tipo de bloques; el calor generado en la combustin y debido al rozamiento de los distintos elementos; es evacuado por una corriente de agua que circula por el interior del bloque la cual va conectada al circuito de refrigeracin. Este sistema es el ms utilizado debido a su excelente eficacia.En ocasiones los cilindros donde van alojados los pistones no se practican directamente sobre el mismo bloque sino que se emplean forros o camisas las cuales van insertadas en el propio bloque. Este sistema plantea la enorme ventaja de que en el caso de existir un excesivo desgaste en las paredes del cilindro, la reparacin es menos costosa, ya quetendremos que cambiar solamente la camisa y sustituirla por otra nueva. En el caso de ser un bloque sin camisas , el nico modo de solventar el problema es rectificando los cilindros y por consiguiente variando las cotas esenciales de los cilindros.Dentro de la utilizacin de camisas podremos distinguir dos tipos;CAMISAS SECAS: Este tipo de camisas se montan a presin en el interior del cilindro mecanizado en el bloque. Se encuentran en perfecto contacto con la pared del bloque, para que el calor interno pueda transmitirse al circuito de refrigeracin.CAMISAS HMEDAS: El bloque en este caso es totalmente hueco y es la camisa postiza la que forma y cierra la cmara de agua del circuito de refrigeracin, el cual queda en contacto directo con la camisaEn la figura podemos observar los distintos tipos de montajes de camisas. Siendo las camisas A, B y C camisas hmedas y la D camisa seca.CULATA: Es la pieza que sirve, entre otras cosas, de cierre a los cilindros por su parte superior. En ella van alojadas, en la mayora de los casos, las vlvulas de admisin y escape. Tambin conforma la cmara de combustin en aquellos motores en los que no posean pistones con cmara incorporada. Sirve como soporte y alojamiento, para los distintos elementos de encendido o inyeccin segn el tipo de motor que se trate.En motores con rbol de levas en cabeza es decir, con dicho rbol situado en la parte superior de la culata, la culata dispone de una serie de apoyos para albergar al rbol de levas.EN caso de que el motor tenga rbol de levas lateral o en bloque, en la culata s albergar el eje de balancines.Al igual que el bloque la culata posee una serie de orificios por los cuales circula el agua del circuito de refrigeracin y que estn comunicados a su vez con los orificios del bloque.Debido a las condiciones de trabajo que soportan, tienen que ser resistentes a las altas temperaturas y ser buenas conductoras del calor. Para ello se fabrican de aleacin ligera; antiguamente se fabricaban del mismo material que el bloque para evitar dificultades en la sujecin debido al coeficiente de dilatacin de los materiales.En culatas con cmara de combustin, stas pueden ser de diferentes formas segn la disposicin y forma de los distintos elementos; eligiendo la forma que mejor se adapte al tipo de motor. As pues podremos diferenciar los siguientes tipos:.- Cmara alargada: Se emplea en motores con vlvulas laterales. Presenta una gran superficie interior con zonas separadas del punto de ignicin, formando rincones que dan lugar a depsitos de carbonilla que da lugar al autoencendido. Pero tienen la gran ventaja de ser de construccin econmica..- Cmara de baera y en cua: Se emplea en culatas con bujas laterales. Posee la gran ventaja de que el recorrido de la chispa es muy corto y limita el exceso de turbulencias en el gas..- Cmara cilndrica: Una de las ms utilizadas en la actualidad debido a su sencillez de diseo y fcil realizacin..- Cmara hemisfrica: Esde todas, la que ms se aproxima a la forma ideal. Las vlvulas se disponen una a cada lado de la cmara y la buja en el centro. Tiene la enorme desventaja de que necesita doble sistema de distribucin, un rbol de levas por cada fila de vlvulas.Para motores diesel existen dos tipos de cmaras; las cuales se clasifican segn el tipo de inyeccin empleada (inyeccin directa o inyeccin indirecta).- Cmara de inyeccin indirecta o precmara de combustin: Este tipo de cmaras se divide en dos partes; una que es la cmara propiamente dicha que la conforma la culata o bien en el propio cilindro, y una cmara de pre combustin alojada en la misma culata. Estas dos cmaras estn comunicadas entre s por medio de unos orificios denominados difusores. Cuando la vlvula de admisin se abre parte del aire aspirado entra dentro de la precmara en la cual cuando se comprime lo suficiente se abre el inyector que debido a la elevada temperatura y presin del aire, sta comienza a combustionar, siguiendo dicha combustin hasta la cmara de combustin principal, donde termina de combustionar por completo toda la mezcla.Este tipo de cmaras poseen la ventaja de ser ms silenciosas y conseguir una combustin ms suave y progresiva castigando menos a los elementos como el pistn. Aunque tambin posee el inconveniente del arranque en fro ya que la cmara debe alcanzar una temperatura de entre 500 y 1000 C para poder combustionar la mezcla. Para evitar este problema se emplean resistencias elctricasdenominadas calentadores que a la hora de poner el motor en marcha calienta la precmara, permitiendo un ptimo arranque. Existen, en cuanto a tipos de cmaras, una serie de variantes cuyo funcionamiento y disposicin es prcticamente el mismo que el citado anteriormente, como por ejemplo; Cmara de turbulencia y Cmara de reserva de aire.Cmara de inyeccin directa: Este tipo de cmaras son la base de casi todos los motores diesel que se fabrican en la actualidad. Consta de una nica cmara de combustin en la cual se inyecta el combustible a alta presin por medio del inyector el cual, a diferencia de los inyectores utilizados en el otro tipo de inyeccin, posee varios orificios de salida de combustible. Este sistema posee la ventaja de tener un mejor arranque en fro, y un menor consumo de combustible aportando para caractersticas constructivas iguales una mayor potencia. El inconveniente de este tipo de motores es su excesivo ruido. En la actualidad este tipo de motores gracias a las nuevas tecnologas y al descubrimiento de nuevos materiales ms resistentes y ligeros, han conseguido suprimir parte de sus inconvenientes; como por ejemplo el elevado ruido, el tiempo de respuesta (reprise), etc...un principio este tipo de motores no utilizaba calentadores, pero en la actualidad se incorporan para mejorar el arranque en fro, hacindose ste casi perfecto.JUNTA DE LA CULATA: Tanto la culata como el bloque motor van separados entre s por medio de una junta denominada Junta dela Culata la cual permite una perfecta unin entre ambos elementos y una estanqueidad casi perfecta entre las cavidades de los dos elementos. Construida a base de amianto y metal que la hacen resistente a la temperatura y a los esfuerzos mecnicos.TAPA DE BALANCINES Y CARTER: Son los dos elementos que cierran al motor uno por la parte de arriba y el otro por la parte de abajo.CARTER: Es la pieza que cierra al motor por la parte posterior. Cumple varias misiones; una de ellas es la de proteger a los elementos mviles (cigeal), tambin sirve de recipiente para el aceite de engrase y cumple el cometido de refrigerar dicho aceite. Se construye de chapa embutida y en su parte ms baja lleva practicado un orificio de vaciado del aceite de engrase. Existen modelos en los cuales se les practica una serie de orejas o laminaciones que sirven para la mejor refrigeracin del aceite del engrase.Unido al bloque por medio de unos tornillos y una junta de corcho para evitar fugas de aceite.TAPA DE BALANCINES: Al igual que el crter esta tapa sirve de cierre al motor por su parte superior. Construida de chapa embutida cuya misin es la de proteger a los elementos mviles. Unida a la culata por medio de unos tornillos que roscan en unos agujeros ciegos practicados en la culata y una junta de corcho que evita prdidas de aceite.COLECTORES DE ADMISIN Y ESCAPE:COLECTOR DE ADMISIN: Es el elemento encargado de hacer llegar lo mejor posible la mezcla aire-gasolina para motores Otto, y el aire paramotores diesel y gasolina de inyeccin directa, al interior de los cilindros. Suele estar construido de aluminio ya que es un elemento que no est sometido a grandes temperaturas ya que los gases que entran son gases frescos. El nmero de orificios del colector depender del nmero de cilindros del motor, as pues si el motor tiene 4 cilindros, el colector tendr cuatro orificios.COLECTOR DE ESCAPE: Sirve de camino de salida de los gases quemados en la combustin hacia el exterior. Soportan grandes temperaturas por ello que se fabriquen de hierro fundido con estructura perltica para darle una buena resistencia a las altas temperaturas.Existen varios tipos de colectores como los de tubos mltiples los cuales se utilizan en motores rpidos.En ocasiones se disponen los colectores de admisin y escape entrelazados entre s. Este sistema hace que el motor cuando est fro nos caliente los gases de admisin y evite una excesiva condensacin en el arranque en fro.Ambos colectores van unidos a la culata por medio de un sistema de esprrago y tuerca. Y en medio de los dos se coloca una junta de papel parafinado para el colector de admisin y otra de amianto para el de escape.ELEMENTOS MOVILES O MOTRICES:Son los elementos encargados de transformar la energa trmica producida en la combustin en energa mecnica, a travs de un sistema de biela - manivela que transforma el movimiento alternativo del pistn en un movimiento giratorio del cigeal.Entre los principales elementosmviles que constituyen el motor de cuatro tiempos podremos hablar de;PISTN O MBOLO: Es el elemento mvil que se desplaza en el interior de cilindro el cual recibe directamente