Toberas
Una tobera es un dispositivo que
convierte la energía térmica y de presión de un fluido (conocida como entalpía)
en energía cinética. Como tal, es utilizado en turbo máquinas y otras máquinas,
como inyectores, surtidores, propulsión a chorro, etc. El fluido sufre un
aumento de velocidad a medida que la sección de la tobera va disminuyendo, por
lo que sufre también una disminución de presión y temperatura al conservarse la
energía. Existen diseños y tipos de tobera muy usados en diferentes campos de
la ingeniería, como la de Laval, Rateau, Curtis, etc.
Clasificación de las toberas
1. Toberas
de Presión
En las que el líquido
está a presión y se divide por su inherente estabilidad y su choque con la
atmósfera, o bien por su choque con otro chorro o con una placa fija.
Las toberas de
presión son en general relativamente sencillas, pequeñas y poco costosas y
consumen por lo general menos potencia que otros tipos. Pueden emplearse con
todos los líquidos que contengan una viscosidad menor que unos 300 a 500 seg.
Saybolt y que no contengan partículas sólidas mayores que los pasajes de la
tobera.
2. Toberas
Rotativas
La parte
fundamental de una tobera rotativa es un disco o una copa generalmente
conectado directamente a un motor eléctrico. El líquido que se pulveriza se
alimenta bajo presión al centro del disco rotativo. Se emplean diversos modelos
de discos, con el fin de mejorar las características de la rociada. A menudo se
ponen aletas a la periferia del disco, o se montan independientemente a corta
distancia de ella, para facilitar la dispersión o eliminar algunas de las gotas
más grandes. La tobera rotativa es particularmente útil para pulverizar o
rociar líquidos viscosos, lechadas, y líquidos que contengan partículas sólidas
que obstruirían otras toberas; se emplea también en algunos lavadores de aire,
en pequeños aparatos para humedecer aire y en los quemadores de petróleo para
uso doméstico. El líquido pulverizado es lanzado en todas las direcciones en el
plano del disco, y esto es a menudo un inconveniente. La velocidad del disco,
depende de la aplicación y del tamaño de la tobera y varía entre unos cuantos
cientos y varios miles de r.p.m. La cantidad de líquido pulverizado se controla
fácilmente entre límites extensos. Los pequeños aparatos solo rocían unos
litros por hora para humedecer aire, en tanto que los grandes funcionan con un
gasto de derrame de 378 l/min. El tamaño de las gotas producidas se modifica
cambiando la velocidad de rotación y dicho gasto, siendo las grandes
velocidades y los bajos gastos los que dan gotas más pequeñas. Las toberas
rotativas necesitan por lo general más potencia para funcionar que las de
presión, para una aplicación determinada. Esto se debe probablemente a las
perdidas por rozamientos entre el disco y el líquido, y entre este y el aire. Y
además, a menudo hay que usar una bomba para suministrar líquido al disco. Las
toberas rotativas son relativamente grandes y costosos y no suelen emplearse en
los casos en que pueden aplicarse las de presión.
3. Toberas
Atomizadoras
El líquido se
pulveriza por su choque con una corriente de gas a gran velocidad, generalmente
de aire o vapor. El líquido puede alimentarse bajo presión por la carga
hidráulica debida a su densidad o por aspiración por el efecto del inyector de
la corriente de gas. El contacto entre el líquido y el gas, puede tener lugar
completamente fuera de la tobera dentro de una cámara en la cual sale el líquido
pulverizado por un orificio. La forma de la nube de rociado se controla
variando la forma del orificio en los tipos de mezcla interna y por medio de
chorros auxiliares de gas en la mezcla externa.
Ecuación de Continuidad
Primera ley de la Termodinámica
Video Explicativo
Enlaces Complementarios
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