Trabajo Full Turbina

ABP
“Full Turbina”
Mecánica de Fluidos

Integrantes: Castro, Eduardo.
Guler, Max.
Lobos, Carolina.
Moya, Horacio.
Profesor: Fernando Ahumada
Fecha: 9 Mayo, 2014
Asignatura: Mecánica de Fluidos

A.- Resumen ejecutivo
En el siguiente informe preliminar se analizara un sistema en el cual agua líquida circula a través
de tuberías, codos, una turbina y una válvula. El fluido estásometido a pérdidas de energía por
fricción debido a la rugosidad de los componentes del sistema.
Se mostrará el análisis de todas las variables que se presentan en la ecuación del balance de
energía mecánica, tales como: Trabajo, presiones, velocidades, altura, pérdidas de energía por
fricción, etc.

Índice
A.- Resumen ejecutivo........................................................................................................................ 1
B.- Identificación del problema ........................................................................................................... 3
C.- Hipótesis de diseño ....................................................................................................................... 5
D.- Modelos desolución...................................................................................................................... 6
E.- Resolución ...................................................................................................................................... 7
F.- Discusión de resultados................................................................................................................ 14

B.-Identificación del problema
En la figura 1, se presenta referencialmente un sistema de tuberías que extrae energía del agua
(sg = 0,998) a través de una turbina, el cual consta de tubos en serie de 60 ft de 2”, 90 ft de 6” y
120 ft de 3”, todos de fierro fundido. Adicionalmente, se encuentran acoplados 3 codos de 90 º y
una válvula de globo completamente abierta. La altura del estanque deacumulación es de 120 ft
respecto del nivel del líquido de desecho. Ambos niveles ventean a la atmósfera.

Datos del problema
De los datos del enunciado se sabe que SG=0,998. Por interpolación de densidades calculamos la
temperatura del agua en 70,2°F. Además se sabe que el agua es considerada turbulenta por lo que
α=1.
Para calcular el BEM del problema, se toman los puntos 1 y 2, los cuales van alinicio y al final del
sistema como muestra la figura.

De esto se puede deducir que la diferencia de presión manométrica entre 1 y 2 va a ser nula, ya
que ambos ventean a la atmosfera.
Se considera la velocidad de 1 y 2 igual a cero, pues se asumen estanques muy grandes. Como se
ve en la figura la diferencia de altura entre 1 y 2 es de 120ft, por esto se debe calcular el trabajo
querealiza la turbina y las perdidas por fricción asociadas al problema.

Posibles soluciones
Lo que se quiere lograr en el desarrollo del problema planteado, es encontrar la potencia óptima
(máxima) que puede generar la turbina. Esto se logrará calcular según los datos entregados por el
enunciado del problema.

Análisis de las variables
Dado que el fluido es de Sg=0,998, interpolamos densidades ytemperaturas y encontramos que se
trata de agua a 70,2°F. Para facilitar los primeros cálculos se asume agua como flujo turbulento,
hipótesis que será comprobada después mediante el cálculo de Reynolds y de ser necesario,
corregirlo. Se eligen los puntos 1 y 2, correspondientes al inicio y al final del fluido, en donde pasa
el agua como planteamos anteriormente, a través de un sistema detuberías, codos estándares de
90°, una turbina de eficiencia mínima 70% y una válvula de globo completamente abierta. Es
también importante mencionar que la presión manométrica en estos dos puntos, inicial y final
será igual a cero (venteando a la atmósfera).
Se conoce también la altura del estanque, con la que será posible calcular el trabajo que entrega
nuestra turbina, así como las pérdidas...