UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA, ING. MECANICA E ING DE MINAS

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERIA MECANICA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA

1. DATOS GENERALESPERIODO : 2006-IIASIGNATURA : Turbomáquinas HidráulicasCODIGO : MC-107AMCREGIMEN : Obligatorio de EspecialidadAREA : FabricaciónCARGA HORARIA SEMANAL : Teoría: 3 horas. Práctica: 2 horas.DURACION DEL SEMESTRE : Dieciocho (18) semanasCREDITOS : Cuatro (04)REQUISITO : MC-105AMC – Dinámica de Fluidos

2. SUMILLAProporcionar a los estudiantes los conocimientos fundamentales teóricos sobre elementos constitutivos y características de las turbomáquinas (bombas y turbinas), introducción al estudio de los controles hidráulicos y las máquinas de desplazamiento positivo. Criterios técnicos e información sobre tecnología de fabricación de máquinas hidráulicas, con la finalidad de que el estudiante de la carrera profesional de Ingeniería Mecánica alcance la preparación adecuada.

3. OBJETIVOS GENERAL Y ESPECIFICOS

OBJETIVO GENERALLograr que el estudiante de Ingeniería Mecánica, obtenga los conocimientos necesarios para poder conocer el comportamiento teórico y práctico sobre turbomáquinas hidráulicas, a fin de poder formular criterios técnicos de selección de bombas y turbinas más adecuados para el uso de un equipo o sistema de una planta de generación de energía y/o de bombeo de acuerdo con la realidad del desarrollo de nuestra región y el país. OBJETIVO ESPECIFICOBuscar una orientación para que el futuro profesional aplique sus conocimientos en una determinada actividad industrial, optimizando su preparación acorde con el avance tecnológico, para enfrentar la competitividad vigente en el mercado del mundo actual

4. CONTENIDOCAPITULO I: Sobrepresiones y depresiones 1.1 Golpe de Ariete

Introducción. Explicación del fenómeno. Cálculo de las sobrepresiones. Solución de Joukowski – Allieve

1.2 Cavitación

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La depresión causa de cavitación. Descripción física. Control de cavitación.

1.3 Evaluación N° 1CAPITULO II: Generalidades sobre turbomáquinas 2.1 Elementos principales.

Caja espiral y distribuidor El rodete. El colector. Organos de regulación. Eje y rodamientos.

2.2 Representación. Plano meridional. Plano transversal.

2.3 Evaluaciòn Nº 2

CAPITULO III: Relación Cinemática y Dinámica3.1 Persiana en fluido perfecto

Convenciones Persiana inmóvil Persiana en traslación.

3.2 Turbomáquinas helicoidales definiciones Empuje axial. Cuplo. Potencia.

3.4 Caso General – Relaciones en el rodete. Relaciones cinemáticas. Relaciones dinámicas. Flujos típicos.

3.5 Evaluación N° 3

CAPITULO IV: Generadores, bombas y ventiladores centrífugos y helicoidales4.1 Generalidades sobre bombas centrifugas

Elementos constitutivos. Normas internacionales para la entrada y la salida. Tipos constructivos y utilizaciones.

4.2 Relaciones externas – Instalación Altura manométrica total. Límite de aspiración. Cavitación. Golpe de ariete.

4.3 Relaciones internas El rodete, relación cinemática y dinámica. El sistema difusor, difusor en espiral y cono difusor.

4.4 Pérdidas, rendimientos y curvas características. Pérdidas hidráulicas internas. Pérdidas volumétricas; caudal total. Pérdidas externas. Rendimientos Curvas características.

4.5 Ventiladores Diferencia entre ventilador y compresor.

4.6 Evaluación N° 4

2

CAPITULO V: Generalidades sobre centrales hidráulicas.5.1 Potencial Eléctrico5.2 Altura bruta y caudal instalado.5.3 Variedad de centrales hidráulicas.5.4 Clasificación de las centrales hidráulicas.5.5 Ejemplos de centrales hidráulicas.

CAPITULO VI: Motores hidráulicos – turbinas.6.1 Elementos constitutivos.6.2 Relaciones externas, altura bruta, neta, coeficientes de velocidad, número específico de

revoluciones, clasificación de tipos actuales.6.3 Turbinas de acción Pelton, descripción sobre un ejemplo.

Teoría de la máquina perfecta, velocidad de inyección. Máquina real, pérdidas externas e internas, representación gráfica. Conclusiones y mejoramiento.

6.4 Evaluación N° 56.5 Turbina Francis, descripción sobre un ejemplo.

Rodete, relación cinemática y dinámica, teorema de Euler y Bernoulli, grado de reacción y turbinas elementales.

Distribuidor, estudio del álabe con diferentes cargas. Tubo de aspiración, teoría y altura límite.

6.6 Turbina Hélice Distribuidor Fink. Rodete.

6.7 Turbinas de reacción de álabes orientables. Turbinas Francis y Hélice. Turbina Deriaz. Turbina Kaplan. Mecanismo de orientación de los álabes.

6.8 Pérdidas, potencias, rendimientos y ábacos. Pérdidas internas, volumétricas, y externas. Potencia absorbida, hidráulica efectiva y útil. Eficiencias. Curvas características.

6.9 Evaluación N° 6 6.10 Golpe de ariete de una turbina. Protección, pantalla deflectora, orificio

Compensador y chimenea de equilibrio.6.11 Normas europeas y americanas, altura neta, secciones de entrada y salida.6.12 Tendencias actuales.

CAPITULO VII: Turbomáquinas hidráulicas leyes de semejanza.7.1 Teorema de Buckingham, números adimensionales.7.2 Leyes de semejanza, de turbinas, bombas y ventiladores.7.3 Sistema de referencia para una turbina.

Turbina específica, como escoger una turbina, uso del Ns, número de unidades, ejemplos.

7.4 Evaluación N°7

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5. METODOLOGIA Y ORGANIZACIÓNLa asignatura se desarrollará mediante clases expositivas con participación directa del alumnado, incentivando la dinámica de grupos. Así mismo con videos y ayudas visuales de fabricantes de equipos industriales se logrará resultados mas objetivos para el alumno. Todos los trabajos monogràficos y de asignaciones seràn ejecutados a mano alzada en formatos de papel oficio cuadriculado.

6. EVALUACIONLa evaluación es de carácter integral y permanente, incentivando la discusión de temas y proyectos existentes en nuestro medio. Se programará siete evaluaciones de cuyo promedio se obtendrá la nota final de la asignatura en el semestre.

7. BIBLIOGRAFIA COMOLET “Mecánica Experimental de Fluidos” - Vol. I, II, III -

Editorial Masson et Cite, Paris 1964. DUCROT Curso de máquinas hidráulicas. Instituto Nacional

de Ciencias Aplicadas – Lyon – France. MATAIX Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas

Harper & Row, New York, Madrid 1970. STEPANOFF Centrifugal and axial flow pumps

John Wiley and Sons, New York 1957 MAC INTYRE Máquinas Hidráulicas (De Souza Silveira, F.) QUANTZ, L. Motores Hidráulicos – Editorial Gili Barcelona. WILFREDO JARA Máquinas Hidráulicas – INIFIM

W&H Editores – Lima - 1998 FAISANDIER Los Mecanismos Hidráulicos – México 1965. M. POLO E. Turbo Máquinas Hidráulicas –Editorial Limusa

México – 1980.

Cusco, Enero del 2007

_______________________________________ING° JOSE CARLOS SAMANIEGO PEREZ

Docente Universitario (TP-10 horas)

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