Análisis termodinámico de la transformación de energía en una turbomáquina hidráulica

Abstract

Cuanto más progresa el hombre en sus conocimientos, más se da cuenta de lo mucho que le falta por saber. Con esta rápida ampliación de nuestra ignorancia se presenta la necesidad de activar nuestro proceso de educación. Por tanto, este trabajo monográfico, constituye un esfuerzo más, para aproximarnos a esta meta. En este caso, los principios termodinámicos con aplicaciones de importancia a las turbomáquinas hidráulicas. Aplicaremos la teoría a situaciones reales de ingeniería tan frecuentemente como sea posible, de manera que se pueda conseguir una compresión íntima de sus implicaciones. La determinación de las eficiencias en las turbomáquinas hidráulicas es de vital importancia tanto en la ingeniería como en economía. El método clásico de medición para determinar la eficiencia requiere de una variedad en los equipos de medición, operaciones y cálculos que requieren de un tiempo relativamente largo. Por lo tanto, se ha tratado de implantar un nuevo método que sustituya al actual. En 1954, c. Willm y P. Campmas, dieron a conocer el Método de Medición Termodinámico (Método Poirso's) para la determinación de eficiencias en las turbomáquinas hidráulicas, el cual será el tema por tratar en este trabajo. En los siguientes capítulos, se dará una explicación de las relaciones termodinámicas, seguidas de un análisis de los posibles tipos de errores y una pequeña descripción del equipo utilizable para aplicaciones industriales. Además, se harán comparaciones de los resultados del método termodinámico con pruebas estándares de medición hechas simultáneamente. El método se basa en que las pérdidas que ocurren en una turbomáquina hidráulica dan lugar a una elevación de la cantidad de calor cedida al fluido; luego el incremento de la temperatura del agua será una medida de las perdidas. Los resultados satisfactorios obtenidos en Europa principalmente permiten afirmar que el método termodinámico esta apto para entrar en uso, puesto que está capacitado para mediciones que no causen mayor problema en las operaciones de las máquinas y como un buen sustituto de los métodos clásicos de medición. Debemos hacer notar que la medición termodinámica no es conside­rado aún método oficial en los ensayos para la determinación de eficiencias. Siendo este tema casi desconocido en nuestro medio, por la escasa bibliografía con que contamos, con este trabajo espero despertar del interés por el método de medición termodinámico, para que se dé una crítica a sus posibles méritos y sus aplicaciones. No estará lejano el día en que este método sea implantado en el Perú, por lo cual es mi deseo que este trabajo sirva de guía o de consulten su aplicación a las pruebas. Me limitare a la aplicación del método termodinámico al caso particular de las turbinas hidráulicas, sin embargo, se presentarán las fórmulas de una manera general para que su aplicación al caso de bombas centrífugas no sea dificultosa. En las primeras secciones, se hará además una pequeña introducción sobre la teoría de turbomáquinas y los instrumentos auxiliares de medición p por creerlo de importancia para el mejor entendimiento de este trabajo. En general no se dará una explicación teórica muy amplia, puesto que lo que interesa es la aplicación del método en sí.