Tringulo de velocidadesEn el lenguaje de las turbomquinas se
habla detringulo de velocidadespara referirse al tringulo formado
por tres vectores los cuales son
La velocidad absoluta del fluido La velocidad relativa del
fluido respecto al rotor La velocidad lineal del rotor
Estos tres vectores forman un tringulo ya que la sumaen un mismo
punto es igual aen ese punto por leyes del movimiento relativo de
lamecnica clsica(transformacin de Galileoo composicin de
velocidades).El ngulo entre los vectoresyes denotadoy el ngulo
entre los vectoresyes denotado. Esta nomenclatura ser utilizada a
travs de todo este artculo y esnorma DIN1331.En este corte
transversal de la bomba se representan la trayectoria relativa de
una partcula de fluido en su paso por el rodete, la trayectoria
absoluta en su paso por el rodete y entrada en la cmara espiral.
Latrayectoria relativa sigue naturalmente el contorno de los labes,
no as la trayectoria absoluta, porque los labes del rodete estn en
movimiento.Si se trata de una corona fija las trayectorias
absolutas y relativas coinciden.
Como el rodete est girando a una velocidad angular , sus labes
tienen en los puntos de entrada la velocidad tangencial u1(u1=*r1).
As pues, el labe recibe el flujo a la velocidad relativa w1,
diferencia vectorial de c1y u1:A la salida del labe se tiene:A la
entrada existe un tringulo de velocidades, cuyos lados son c1,u1,y
w1; y en el recorrido del flujo a lo largo del rodete, el tringulo
va cambiando de forma, resultando al final el de salida, de lados
c2,u2,y w2.Por ejemplo, para una bomba tenemos:
Formamos el tringulo de velocidad a la entrada:A la salida
tendremos:Entendido el tringulo de velocidades, vamos a explicar la
ecuacin de Euler.La ecuacin de Euler es laecuacin fundamental para
el estudio de las turbomquinas, tanto trmicas como hidrulicas.
Constituye, pues, la ecuacin bsica para el estudio de bombas,
turbinas, expresando la energa intercambiada en el rodete de dichas
mquinas.La ecuacin de Euler, por tanto, esaplicable a mquinas
trmicas, hidrulicas, generadoras, motoras, axiales, radiales y
mixtas.
Para el caso ms general de lasturbomquinas de reaccin, en las
que laspresiones de entrada y de salida del rodete son diferentes,
la fuerza que acta sobre los labes del mismo vendra dada por la
expresin:Ahora bien, las fuerzas p1S1y p2S2que actan a la entrada y
salida del rodete, o son paralelas al eje, o cortan
perpendicularmente al eje o cortan oblicuamente al eje. En
cualquier caso,sus proyecciones sobre la direccin de u y/o su
momento respecto al eje de giro es nulo: no contribuyen al par
motor. Este par es provocado solo por las fuerzas mc1y mc2tanto en
mquinas de accin como de reaccin.Las componentes tangenciales mcu1y
mcu2son las nicas que producen trabajo cuando el rodete gira. El
momento resultante respecto del eje de giro, opar motor M, que
originan estas fuerzas sera ladiferencia entre el momento M1a la
entrada y el momento M2a la salida:Enturbinas, el momento disminuye
a lo largo del rodete y el par motor resulta positivo(M>0); y
enbombasocurre lo contrario(M