Ingeniero civil

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INTRODUCCIÓN

Por TURBINA, palabra relacionada con el torbellino creado por un fluido, se entiende todo dispositivo mecánico capaz de convertir en trabajo, en la forma de movimiento de rotación, la energía cinética presente en masas de agua, vapor o gas, al encontrarse éstas dotadas de una determinada velocidad de desplazamiento.

La aplicación inmediata del trabajo mecánico desarrollado enla turbina, es la de hacer girar al rotor del generador de energía eléctrica, en el cual se realiza la transformación de la energía mecánica en energía eléctrica. Todo ello, como consecuencia de estar rígidamente unidos, generalmente, los ejes de ambas máquinas, turbina-generador, formando un eje único con el que se obtiene sincronismo de giro entre las mismas, es decir, idéntico número derevoluciones durante espacios de tiempo iguales.

En determinadas máquinas, particularmente en las que proporcionan pequeñas potencias y trabajan con poca altura de salto, se suele disponer un multiplicador de velocidad, instalado entre ambos ejes, a fin de que las dimensiones de! generador sean reducidas.

De ahora en adelante, al referirnos al conjunto turbina-generador, le denominaremos grupo.Igualmente utilizaremos la expresión alternador para nombrar al generador, por ser alterna la corriente producida en el mismo.

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Turbina hidráulica es la máquina destinada a transformar la energía hidráulica, de una corriente o salto de agua, en energía mecánica. Por lo tanto, toda turbina convierte la energía del agua, manifestada bien en su forma de presión (energía potencial o deposición) como en la de velocidad (energía cinética), en el trabajo mecánico existente en un eje de rotación, es decir, las turbinas hidráulicas son motores hidráulicos destinados a aprovechar las corrientes y saltos de agua.

Una turbina hidráulica es accionada por el agua en movimiento, una vez que ésta es debidamente encauzada hacia el elemento de turbina denominado distribuidor, el cual,circularmente, distribuye, regula y dirige un caudal de agua que tiende a incidir, con mayor o menor amplitud, hacia el centro del círculo descrito, sobre un rotor o rueda móvil conocida con el nombre de rodete, que, conjuntamente con el eje en el que está montado, ha de estar perfectamente equilibrado dinámica y estáticamente.

De lo expuesto se deduce cómo la energía del agua, originalmente la mayoría delos casos en forma de energía potencial de tipo gravitatorio, se convierte en energía cinética al pasar sucesivamente por el distribuidor y el rodete, debido a la diferencia de nivel existente entre la entrada y la salida de la conducción. En consecuencia, se provocan cambios en la magnitud y dirección de la velocidad del fluido, lo que hace que se produzcan fuerzas tangenciales en el rodete,generándose así energía mecánica al girar éste.
El rendimiento de las instalaciones con turbinas hidráulicas, siempre es elevado, pudiendo llegar, en turbinas tipo Francis, a 96% dependiendo del diámetro de la turbina, después de tener en cuenta todas las pérdidas hidráulicas por choque, de caudal, etc.
Los problemas de regulación de velocidad son importantes, principalmente a causa de las grandesmasas de agua que entran en juego, con sus aceleraciones positivas y negativas, que se transforman en ondas de presión. La continuidad de las columnas de agua transmite a las ondas, produciéndose fuertes choques o golpe de ariete que es necesario evitar o por lo menos controlar.PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LAS TURBINAS FRANCIS

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 su periferia. También se conocen como turbinas radiales-axiales y turbinas de reacción, conceptos que se ampliarán en su momento.

El campo de...
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