Informe De Laboratorio,Turbina Francis

LABORATORIO Nº 2
TURBINA FRANCIS

1 .OBJETIVO.-

o Conocer el funcionamiento de la turbina de una turbina francis
o Apreciar las características que tiene las turbinas
o Conocer los fenómenos físicos que ocurre dentro de las turbinas
o Observar como el fluido circula por una turbina , ingresa en forma radial y sale en forma axial.
o Calcularla potencia hidraulica de la turbina con la que trabaja
o Interpretar donde se va la energia transferida
o Observar el rendimiento de una turbina

2 .FUNDAMENTO TEORICO.-

Son conocidas como turbinas de sobrepresión por ser variable la presión en las zonas del rodete, o de admisión total ya que éste se encuentra sometido a la influencia directa del agua en toda superiferia. También se conocen como turbinas radiales-axiales y turbinas de reacción, conceptos que se ampliarán en su momento.
El campo de aplicación es muy extenso, dado el avance tecnológico conseguido en la construcción de este tipo de turbinas. Pueden emplearse en saltos de distintas alturas dentro de una amplia gama de caudales (entre 2 y 200 m3/s aproximadamente).
Consideraremos la siguienteclasificación, en función de la velocidad específica del rodete, cuyo número de revoluciones por minuto depende de las características del salto.
-          Turbina Francis lenta. Para saltos de gran altura (alrededor de 200 m o más).
-          Turbina Francis normal. Indicada en saltos de altura media (entre 200 y 20 m)
-          Turbinas Francis rápidas y extrarrápidas. Apropiadas a saltos depequeña altura (inferiores a 20 m).
Las turbinas Francis, son de rendimiento óptimo, pero solamente entre unos determinados márgenes (para 60 % y 100 % del caudal máximo), siendo una de las razones por la que se disponen varias unidades en cada central, al objeto de que ninguna trabaje, individualmente, por debajo de valores del 60 % de la carga total.
Al igual que las turbinas Pelton, lasturbinas Francis pueden ser instaladas con el eje en posición horizontal (Fig. 21), o vertical (Fig. 22), siendo esta última disposición la más generalizada por estar ampliamente experimentada, especialmente en el caso de unidades de gran potencia. Para describirlas, nos basaremos en turbinas de eje vertical.

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Las turbinas hidráulicas, al ser máquinas complejas de grandes dimensiones, están bajo la acción de elevados esfuerzos mecánicos, lo que puede dar origen a rozamientos, agarrotamientos, etc. Además, al estar supeditadas a la influencia directa del agua, tienen que soportar efectos hidráulicos desfavorables para su correcto funcionamiento, como son erosiones,corrosiones, etc. Así mismo, ha de tenerse en cuenta el efecto abrasivo que ejerce la arena contenida en el agua, sobre las piezas situadas en su camino.
Prescindiremos de analizar los efectos anómalos puramente mecánicos, que pueden ser estudiados en los tratados de Mecánica, y nos centraremos en dos fenómenos que influyen negativamente en el funcionamiento idóneo de un grupo, si no se adoptan lasmedidas adecuadas para eliminarlos o, por lo menos, reducirlos al máximo. Así tenemos:
- Cavitación.
- Golpe de ariete.

➢ POTENCIA DE UNA TURBINA HIDRÁULICA.

Son elevados y complejos los cálculos relacionados con las turbinas hidráulicas, los cuales se ponen de manifiesto, en la mayoría de los casos como resultado de los ensayos y experiencias llevadas a cabo por los técnicos de las casasconstructoras.
No obstante, existen unas series de fórmulas basadas en fenómenos físicos ligados con la mecánica, hidráulica, etc.
Aunque está fuera de nuestro cometido la realización de todo planteamiento matemático sobre las turbinas hidráulicas, las cuates, previamente a ser instaladas en la central, han sido perfectamente calculadas, de acuerdo con las características y exigencias del...