Generacion electrica en rios

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS EAP. DE INGENIERÍA MECÁNICA DE FLUIDO

Diseño de una turbina de río para la generación de electricidad en el distrito de Mazán-Región Loreto

MONOGRAFÍA TÉCNICA para optar el título profesional de Ingeniero Mecánico de Fluidos

AUTOR Francisco Maldonado Quispe

Lima - Perú 2005

AGRADECIMIENTOS
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Al Ing. CarlosPedrosa por su apoyo en la asesoría a tiempo y fuera de tiempo para el desarrollo de la presente monografía. A ITDG en la persona del Ing. Saúl Ramírez por su ayuda incondicional en la recolección de información de campo. A la Universidad Nacional Mayor de San Marcos – Escuela Académica de Mecánica de Fluidos por haber sido mi alma mater y brindarme las facilidades en el uso de su biblioteca pararealizar la recopilación de la información teórica para la presente monografía. A mi madre quien desde el cielo me dio fuerzas para no desmayar en el intento de desarrollarme como profesional. A mi familia por su comprensión en mis horas de estudio. A mis profesores y amigos de quienes siempre recibí lo mejor.

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INDICE
AGRADECIMIENTOS RESUMEN 1. FORMULACION DEL PROBLEMA1.1 Introducción 1.2 Objetivos 1.2.1 Objetivo General 1.2.2 Objetivos Específicos 2. INFORMACIÓN DE LA ZONA DEL PROYECTO 2.1 Actividades de desarrollo de turbinas de río en el Perú 2.2 La Turbina de Río de la comunidad El Paraíso 2.2.1 Ubicación del proyecto 2.2.2 Vías de Acceso 2.2.3 El acceso a la energía 2.3 Demanda Energética de la Zona 2.3.1 Instalación del primer prototipo 2.3.2 Laorganización de la comunidad 2.3.3 La capacitación en Operación y Mantenimiento 2.4 Los impactos en la población 2.5 Estado Hidrológico del Río Napo 2.5.1 Análisis del nivel de agua 2.5.2 Medidas de Protección contra palizadas 2.5.3 Consideraciones para satisfacer la Potencia Nominal a) La Máxima y Mínima velocidad de la corriente del Río Napo b) Nivel Mínimo Útil 2.5.4 Régimen Hidrológico del Río Napo 3.ASPECTOS TEORICOS 3.1 Definición de Turbomaquina 3.2 Clasificación de las Turbomaquinas Hidráulicas 3.2.1 Según la función que desempeñan a) Turbomáquinas Motrices b) Turbomáquinas generatrices c) Turbomáquinas reversibles d) Grupos de transmisión o acoplamiento 3.2.2 Según la presión en el rodete a) Turbinas de acción o impulsión b) Turbina de reacción o sobrepresión 3.2.3 Según la dirección deentrada del agua a) Turbinas Axiales b) Turbinas Radiales c) Turbinas Tangenciales 3.2.4 Turbinas de Río o de Caída Cero Pág. 1 1 1 1 1 2 2 2 2 4 4 5 6 6 7 7 8 8 9 10 11 11 11 14 14 14 14 14 16 16 16 16 16 16 17 17 17 17 18

a) Turbina Garman b) Turbina Aquacharger o Cargador de Batería 4. DISEÑO DE LA TURBINA DE RÍO 4.1 Diseño Hidráulico 4.1.1 Principios Hidráulicos 4.1.2 La Ley de Cantidad deMovimiento para el modelo matemático 4.1.3 Transformación de la Energía Cinética a través del rotor 4.1.4 Grado de Reacción 4.1.5 Consideraciones de Semejanza a) El análisis adimensional 4.2 Principio Aerodinámico 4.2.1 Teoría del Diferencial de la Pala 4.2.2 El Número de Palas 5. ASPECTOS TÉCNICOS DE LA TURBINA DE RIO 5.1 La Energía del Agua 5.2 Potencia Suministrada 5.3 Factores que afectan laPotencia suministrada a) La velocidad de la corriente de agua b) Área de barrido del rotor c) Coeficiente de Potencia 5.4 Esquema del proceso de transformación de energía 5.5 Componentes de una Turbina de Río 5.5.1 El rotor a) Rotor de eje horizontal b) Rotor de Eje inclinado 5.5.2 Las palas o alabes del rotor a) Dimensionamiento del alabe de la turbina b) La linealización del alabe c) Consideracionessobre la Velocidad Angular de las Turbina 5.5.3 El eje de transmisión 5.5.4 Rodamientos del Rotor 5.5.5 La Transmisión 5.5.6 El Generador Eléctrico a) Características de los generadores b) Generadores de Corriente Alterna 5.5.7 El tablero de Control a) El convertidor b) El regulador de carga c) La Batería 5.6 Selección del Rotor 5.6.1 Materiales para la Construcción del Rotor 5.7 Selección del...