Fundamentos de Mecánica de Fluidos y Sistemas de Bombeo Hidráulico

Definición de fluido y características

Fluido: Sustancia que se deforma bajo la acción de esfuerzos tangenciales exteriores y presenta resistencia a la deformación solo mientras esta se produce.

Características principales

• La resistencia de los fluidos a la deformación es despreciable frente a la de los sólidos.
• Mientras se produce la deformación, se produce un desplazamiento relativo entre las partículas del fluido y un frotamiento entre ellas.
• Los fluidos cambian de volumen cuando se les aplican esfuerzos normales.

Ramas de estudio de los fluidos

Hidrostática

Estudio de las leyes que rigen el equilibrio estático del agua.

Cinemática

Estudio del movimiento de los fluidos desde un punto de vista descriptivo.

Hidrodinámica

Estudio de las leyes que rigen el movimiento de los fluidos teniendo en cuenta las fuerzas que lo originan.

Análisis dimensional y semejanza

Esta es una herramienta que facilita el estudio de problemas complejos. Permite agrupar en un conjunto de parámetros adimensionales el gran número de variables que intervienen en los problemas de mecánica de fluidos.

En muchas ocasiones, los problemas planteados han de estudiarse sobre modelos a escala y extraer de ellos conclusiones aplicables a los casos reales. Para ello se utiliza el concepto de semejanza, definido en función de parámetros adimensionales.

Dinámica del líquido real

Estudio del movimiento de los fluidos cuando la influencia de la viscosidad no puede despreciarse. Existen situaciones en las que la integración de las ecuaciones de Navier-Stokes puede ser muy compleja; de ahí la necesidad de recurrir a la experimentación.

Hidrometría

Determinación de la cantidad de agua que aporta una corriente a través de una determinada sección.

Bombas Hidráulicas

El agua fluye en el espacio libre entre los álabes; los esfuerzos entre estos y la corriente dan lugar a un intercambio de potencia. En el caso de una bomba, un motor hace rotar el rodete y los esfuerzos se aplican sobre la masa líquida.

La potencia se transmite por medio del rodete, el cual actúa como impulsor. El rodete, junto con los elementos móviles, forman el árbol de impulsión. Si el líquido mueve el rodete, se denomina turbina.

Clasificación de las bombas

La naturaleza de una bomba está básicamente marcada por la forma de los álabes:

• Bombas axiales
• Bombas radiales
• Bombas mixtas o semiaxiales

Según la velocidad específica

Según el número de rodetes del cuerpo impulsor, se distinguen:

• Bombas monocelulares: Un solo rodete.
• Bombas multicelulares: Varios rodetes.

Según la disposición del eje de la bomba

• Horizontal
• Vertical