Este documento trata sobre turbomáquinas. Explica que una turbomáquina es una máquina cuyo elemento principal es un rodete (rotor) a través del cual pasa un fluido de forma continua, cambiando su cantidad de movimiento y transfiriendo energía entre la máquina y el fluido. También describe las partes principales de una turbomáquina como el rotor, eje, álabes y cojinetes. Finalmente, presenta la ecuación fundamental de las turbomáquinas conocida como ecuación de Euler.

1. TURBOMÁQUINAS
Generalidades

2. Definición.-
 Una turbomáquina es una máquina cuyo
elemento principal es un rodete (rotor) a través
del cual pasa un fluido de forma continua,
cambiando éste su cantidad de movimiento
por acción de la máquina, dándose así una
transferencia de energía entre la máquina y el
fluido, la cual puede ser en sentido máquina-
fluido o fluido-máquina.

3. Campos que intervienen en el
estudio de las turbomáquinas

4. De las ruedas a las turbinas 1
 Parent (1666 - 1716), físico y matemático de
París estudió por primera vez el
funcionamiento de la rueda hidráulica, en su
trabajo nos dice que existe una relación
optima entra la velocidad de la rueda y la
velocidad de la corriente de agua.
 En la siguiente figura podemos apreciar los
principales tipos de ruedas hidráulicas que no
solo aprovechan la energía cinética sino
también la variación de cantidad de
movimiento.

5. De las ruedas a las turbinas 2
 a) Rueda gravitatoria pura (Alimentación
superior
 b) Alimentación latera
 c) De paletas planas
 d) De impulsión inferior
 e) De paletas de
 alimentación inferior
 f) Turbina Banki

6. Transición Cronológica
 En 1754 se publica la teoría de las maquinas de reacción por Euler donde desarrolla
por primera vez la ecuación fundamental de las turbomáquinas.
 Claude Burdin (1790 - 1873) introduce la palabra “TURBINA” como tal, en su
memoria “Teoría de turbinas hidráulicas o maquinas rotatorias de gran velocidad”
Esta palabra viene del griego turbo-inem que significa rotación o giro.
 Fourneyron (1802 - 1867) discípulo de Burdin logra construir la primer turbina
hidráulica
 Varias:1837 existen las de Henshel y Jonval que compiten directamente con las de
Fourneyron, la turbina de Fontaine y la famosa Girard desarrollada en 1851 (Turbina
de acción de inyección total).
 1905 Existen turbinas de hasta 7.36 MWats, girando a una velocidad de 250 RPM
(Turbinas Francis Gemelas)
 1915 Creación de la turbina Kaplan
 1914 Creación de la turbina Turgo
 1918 Creación de la turbina Bankai
 1950 Aparece la turbina Deriaz
 1970 Aparece la turbina Bulbo

7. Clasificación

8. Partes de una turbomáquina
 Partes rotativas
 Rotor: es el corazón de toda turbomáquina y el
lugar donde aviene el intercambio energético con
el fluido. Está constituido por un disco que
funciona como soporte a los álabes.
 Eje o árbol: Tiene la doble función de trasmitir
potencia (desde o hacia el rotor) y ser el soporte
sobre el que yace el rotor.

9. Partes de una turbomáquina
 Partes estáticas
 Entradas y Salidas: son comunes en todas las
turbomáquinas, pero pueden variar de forma y
geometría entre todas
 Álabes directores: son fijos al estator, por los cuales
pasa el fluido de trabajo antes o después de pasar al
rotor a realizar el intercambio energético.
 Cojinetes, rodamientos o rolineras: Son elementos
de máquina que permiten el movimiento del eje
mientras lo mantienen solidario a la máquina
 Sellos: Son dispositivos que impiden la salida del
fluido de la turbomáquina

10. Partes de una turbomáquina

11. Ecuación fundamental de las
turbomáquinas: Ecuación de
Euler1
 Cuando el fluido de trabajo pasa a través de la
turbomáquina la naturaleza del intercambio de
energía es muy compleja debido a la cantidad de
procesos termodinámicos irreversibles que
ocurren, además de la naturaleza complicada y
muchas veces caótica del movimiento del fluido
en el seno del rotor. Para obtener una primera
consideración de este intercambio energético se
deben hacer consideraciones teóricas sobre la
naturaleza del fluido y su comportamiento a
través del roror, esto con la finalidad de simplificar
el modelado matemático del fluido en su paso por
el rotor.

12. Ecuación fundamental de las
turbomáquinas: Ecuación de
Euler2
 El fluido que pasa por el rotor es un fluido potencial.
 Todas las lineas de corriente tienen la misma forma que cada
uno de los álabes o paletas del rotor, esto sería equivalente a
decir que el rotor tiene un "infinito" número de álabes.
 Las características del régimen de flujo no varían en el
tiempo, es decir, el flujo se encuentra completamente
desarrollado, o en otras palabras, nos encontramos en
régimen permanente.
 Una vez declaradas estas simplificaciones podemos aludir a
las leyes de conservación de la mecánica y a la ecuación de
transporte de Reynolds de manera sencilla; pero
dependiendo de la trayectoria del flujo de fluido a través del
rotor las formulaciones serán distintas

13. Formas de la ecuación de Euler

14. Consideraciones

15. Grado de Reacción

16. Rendimiento de las
Turbomáquinas
 Pérdidas:
Eabsorbida − Eentregada = Eperdida
 Potencia:
Nabsorbida − Nentregada = Nperdida

17. Conclusiones
 La aplicabilidad de las turbomáquinas es muy
amplio en la industria, en varias máquinas y
equipos, aviones, etc. y en la actualidad es útil
para la generación de energía eólica.
 A partir de las turbomáquinas de gran
capacidad se ha logrado obtener un proceso
limpio para la generación eléctrica y es en
este rubro donde las turbinas cumplen su
función principal.