turbina francis

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
LABORATORIO DE INGENIERIA MECÁNICA II – MN463

TEMA: TURBINA FRANCIS
DOCENTE: DR. LASTRA ESPINOSA, LUIS ANTONIO
ALUMNOS:
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Carrillo Verástegui Luis Diego
Farfán Salazar Diego Armando
Garay Reinoso Ricardo
García Montes Felipe Ricardo
Quezada Porturas Valentín Jesús
Tuesta Franciskovic Yamil
ValeraBenites Nicolás

20084037B
20090153K
20080095H
20060157H
20071186D
20080347G
20080280J

SECCIÓN: E
CICLO ACADÉMICO: 2011-I
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INDICE
Objetivos _____________________________________________________3
Introducción __________________________________________________4
Fundamento teórico ____________________________________________6
Esquema general de la Turbina Francis______________________________12
Procedimiento experimental ______________________________________13
Fórmulas a utilizar______________________________________________14
Cálculos, resultados y gráficos _____________________________________16
o Potencia hidráulica________________________________________16
o Potencia al eje ___________________________________________17
o Eficienciatotal___________________________________________18
o Graficas ________________________________________________19
Observaciones y recomendaciones _________________________________21
Conclusiones __________________________________________________22

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OBJETIVOS
En la presente experiencia de laboratorio, buscamos:


Observar el rendimiento hidráulico y sus condiciones de diseño.



Funcionamiento avelocidad angular variable: curvas características.



Proporciones y factores de diseño. Cálculo elemental de la turbina Francis.

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INTRODUCCIÓN
La turbina Francis Lleva este nombre en honor al ingeniero James
Bichano Francis (1815-1892), de origen inglés y que emigró a los Estados
unidos, donde fue el encargado de realizar proyectos hidráulicos
utilizando turbinas centrípetas, esto escon recorrido radial del agua de
afuera hacia dentro, para un debido aprovechamiento de la acción
centrípeta.
James B. Francis

James se fascinó con el diseño junto con Uriah A. Boyden, quien ya
había diseñado su propia turbina. Los dos ingenieros trabajaron en la
mejora de la turbina. En 1848, Francis y Boyden mejoraron
satisfactoriamente la turbine y crearon lo que ahora se conoce como
laTurbina Francis. Dicha turbine eclipsó a la Turbina Boyden, ya que
entregaba 90% más poder. En 1855, Francis publicó este importante
hallazgo en el libro "Lowell Hydraulic Experiments".

Uriah A. Boyden

Vistas en corte y real de la turbina Boyden

Las turbinas Francis son turbinas hidráulicas, motoras a reacción y de flujo mixto, que se
pueden diseñar para un amplio rango de saltos ycaudales, siendo capaces de operar en
rangos de desnivel que van de los dos metros hasta varios cientos de metros. Esto, junto
con su alta eficiencia, ha hecho que este tipo de turbina sea el más ampliamente usado en
el mundo, principalmente para la producción de energía eléctrica mediante centrales
hidroeléctricas.

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Algunas de sus ventajas son su óptimo diseño hidráulico
garantiza unalto rendimiento, su diseño reforzado da una
vida útil de muchas décadas en servicio continuo o su alta
velocidad de giro permite pequeñas dimensiones
además la aplicación de modernos materiales reduce el
mantenimiento de las piezas móviles al mínimo.
Rodete de turbina Francis

La turbina Francis es instalada en todo lugar donde se dé un flujo de agua relativamente
constante y donde seexige un alto rendimiento. Su eficiencia es aproximadamente de 8 %
por encima de la turbina de Flujo Cruzado, pero tiene la desventaja de no poder operar
con grandes variaciones del caudal de agua.

Hoy en día, la turbina Francis es la turbina hidráulica más utilizado en el mundo,
incluyendo la nueva Presa de China “Presa de las Tres Gargantas”, que es la mayor central
hidroeléctrica del...