Toberas
Las toberas y la sustentabilidad
En el caso de los motores Diesel, las toberas juegan un gran papel dado que son las responsables de pulverizar el combustible que se va a quemar: Entre mejor se pulverice, más eficientemente se va a quemar y menos gases contaminantes serán expulsados al medio ambiente.
Las toberas también ayudan a usar con mayor eficiencia diferentes recursos, por ejemplo: En los rociadores de agua, las toberas pueden maximizar el área regada al aumentar la velocidad con la que sale el líquido, al mismo tiempo que reducen la cantidad de agua necesaria para ello. Otro ejemplo es el del aprovechamiento máximo de combustibles en cohetes y aviones a reacción. Al mejorar el diseño de la tobera, se consigue más empuje por menos consumo de combustible fósil (el cual contamina el ambiente), es decir, obtenemos motores más eficientes.
Toberas
Son equipos que se utilizan para modificar las condiciones de los fluidos, específicamente haciéndoles variar su velocidad de salida con relación a la de entrada.
Consiste de canales con secciones variables en las que se produce un derrame adiabático. Esta operación de realiza de manera muy rápida, de tal forma que no existen pérdidas de calor por radiación ni por efectos mecánicos. Son sistemas abiertos con proceso adiabático reversible, Además, no hay transferencia de trabajo.
Las toberas requieren de un diseño especial para mantener la dinámica del fluido. En ese sentido una tobera es convergente divergente, entrando el fluido a baja velocidad la cual aumenta gradualmente hasta conseguir su valor máximo a la salida del dispositivo, a la vez que disminuye la presión, la temperatura y su entalpía. Esto sucede debido a que cuando un fluido pasa a través de un zona de sección transversal menor su velocidad aumenta y su presión disminuye (Esta es la razón del diseño convergente divergente). El teorema de Bernoulli, creado por Daniel Bernoulli en 1738 enuncia este fenómeno “La presión interna de un fluido decrece a medida que la velocidad del fluido aumenta”. También, el físico italiano Giovanni Battista Venturi descubrió un caso particular del teorema antes mencionado en 1797 y lo denominó Efecto Venturi: Si el caudal de un fluido es constante pero la sección disminuye, necesariamente la velocidad aumenta tras atravesar esta sección. Por el teorema de la conservación de la energía mecánica, si la energía cinética aumenta, la energía determinada por el valor de la presión disminuye forzosamente.
Toberas de los aviones
La tobera más sencilla es un tubo más o menos largo situado tras la última turbina del motor cuya misión es canalizar el flujo de aire hacia atrás. Las usadas hoy en día en los aviones de combate disponen en su extremo de una serie de martinetes que permiten mover las placas que forman dicha sección, de tal forma que es posible incrementar o disminuir el diámetro de la misma, con lo que se codifica la velocidad de salida de los gases y con ello el empuje final.
Toberas de motor de cohete
Una tobera de motor de cohete es una tobera de propulsión (por lo general del tipo Laval) que se utiliza en un motor cohete para expandir y acelerar los gases producidos por la combustión de los propergoles de modo que los gases de escape salga de la boquilla a velocidades hipersónicas.
Toberas de inyeccion para motores Diesel
Las toberas o inyectores son componentes de extrema precisión, responsables de pulverizar finamente el combustible en la cámara de combustión del motor. Cuanto mejor es la pulverización, mayor será el rendimiento del motor, en consecuencia se obtiene más economía de combustible con menor emisión de gases contaminantes. Los motores diesel están equipados con toberas que deben inyectar combustible bajo presiones y temperaturas elevadas, todo para que se obtenga la mayor potencia posible.
Tobera para helice
Es una pieza circular en forma de tubo que alberga la hélice del buque,s aumentan el rendimiento de la propulsión, puesto que proporcionan un empuje adicional. Es un elemento que modifica la velocidad del agua que ataca la hélice y evita la formación de remolinos alrededor de las puntas de las palas. Al pasar a través de la tobera el agua sufre un aumento de velocidad provocando una mayor diferencia de presión, y proporcionando de esta manera un empuje suplementario.
Toberas en el sistema de riego
Existe una gran variedad de toberas que van desde el riego de arco de circunferencia hasta el riego rectangular. A su vez las toberas pueden ser de sector fijo o de sector regulable. Deben incorporar también un sistema para orientar el sector de riego. La válvula antidrenaje y el regulador de presión mejoran sensiblemente el rendimiento del difusor y se hacen especialmente interesantes cuando se trata de reducir el consumo de agua en la instalación.
Toberas para la limpieza de tuberias
Tobera de limpieza con chorros traseros y un solo chorro delantero: utilizadas en tuberías atascadas de jabón, arena etc… la función del chorro delantero es la de abrir camino, mientras los traseros hacen la limpieza y arrastran la suciedad hasta atrás.
Tobera rotativa y corta raíces: Esta se utiliza para desprender la suciedad adherida a las paredes del interior de la tubería, ya que trabaja en forma de abanico. Para las raíces también es muy útil ya que las va cortando. Esta es de forma cilíndrica, y se compone de 2 chorros a 30 grados en un cilindro giratorio, además de tener 6 chorros traseros para facilitar el avance de la misma por la tubería.
Tobera de arrastre y limpieza final: Esta la utilizamos en la última fase del proceso ya que tiene mucho poder de arrastre, y se utiliza para dejar la tubería totalmente limpia y finalizada. Esta solo tiene chorros traseros, pero tiene mucho más caudal de agua.
Aplicaciones industriales
Es utilizado en turbomáquinas 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.
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Toberas
Y sus aplicaciones industriales