Turbina Hidraulica

Turbinas hidráulicas

José Agüera Soriano 2011

1

CLASIFICACIÓN
1. Centrales de agua fluyente 1. Centrales de agua fluyente 2. Centrales de agua embalsada 2. Centrales de agua embalsada a) de regulación a) de regulación b) de bombeo b) de bombeo 3. Centrales según la altura del salto 3. Centrales según la altura del salto a) de alta presión (H > 200 m) a) de alta presión (H > 200 m) b)de media presión b) de media presión (H entre 20 y 200 m) (H entre 20 y 200 m) c) de baja presión (H < 20 m) c) de baja presión (H < 20 m)
José Agüera Soriano 2011 2

nivel superior

turbina
José Agüera Soriano 2011

nivel inferior

3

central

José Agüera Soriano 2011

4

aliviaderos

José Agüera Soriano 2011

5

José Agüera Soriano 2011

6

aliviadero

canal deacceso

tubería forzada

central

José Agüera Soriano 2011

7

depósito superior chimenea de equilibrio

Central de Bombeo

embalse inferior

turbina/bomba

José Agüera Soriano 2011

8

Tajo de la Encantada

embalse inferior

José Agüera Soriano 2011

9

Tajo de la Encantada

depósito superior

José Agüera Soriano 2011

10

Tajo de la Encantada
tuberíaforzada chimenea de equilibrio conducción casi horizontal

central
embalse

depósito superior
José Agüera Soriano 2011 11

cuenca del río Duero metros sobre nivel del mar del mar el nivel metros sobre el
1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 San Roman Compuerto Villalba Acera de la Vega
oT Ri era

1200 1100

Tormes
Santa Teresa Villagonzalo Ledesma San Felices BermellarCa ma ces

1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100

Duero

Villarino

salto Villarino
José Agüera Soriano 2011

Saucelle

salto Saucelle
12

Río

Aldeadavila

Hinojosa

Agu eda

Rí o

Rí

oC

Rí oP

ión arr

Rí

isu er g a

Cernadilla Valparaiso

s me or oT

Ricobayo Villalcampo
Río
Rí Castro Du o Du ero ero

ba H ue

TURBINAS HIDRÁULICASConceptos previos Turbinas Pelton Turbinas Francis Turbinas Kaplan Turbinas bulbo

José Agüera Soriano 2011

13

Flujo en tuberías con salida libre
pérdida de carga
SLL SLL
de e nerg ía ( línea LE) piez omé trica (LP) línea

Hr

H

V 1

V 2/ 2 g =H 2 2 2

1

L

línea piezométrica (LP)

José Agüera Soriano 2011

14

Salida por tobera
V2 2g
LE LP

pB γ V B
LE V2 i 2g piγ
LP

2g H 2 VS 2g = pi γ S VS

pB γ

2 VS H 2g =

pérdida de carga
Hr

P

SLL

A' A
SLL A' A

V plano de carga inicial S B

VS

l ín ea p ie z o

plano de carga inicial

m é tr ic a co

línlíeea L L n apiepoimé V z ri a etzcosin moéera t b tr(ic ) Q a
máx

línea piezom étrica con tobera

n to b e r a
B' Hr H1

B' V

2 pB VS γ = H = 2g

sin

toBb S e raVS

(Q

2 pB VS γ = H = 2g

H1

línea piezométrica (LP)

má

x)

B

S VS

José Agüera Soriano 2011

15

Conducción de hidroeléctrica Villarino
L = 15000 m H = 402 m D = 7,5 m; H r = 40 m D = 7,0 m; H r = 60 m D = 8,0 m; H r = 30 m

José Agüera Soriano 2011

16

Potencia de un flujo Turbina de reacción
Qm s   ρ ⋅ Q kg/s 3 Densidad : ρ kg m  Altura : H m  g ⋅ H m2 s 2 (J/kg) 2 Gravedad : g m s  Caudal :
3

P = ρ ⋅ g ⋅ Q ⋅ H J/s (W)
José Agüera Soriano 2011 17

Turbina de acción
SLL SLL chimenea de equilibrio
LP

HrAE

A

rodete

H =Hn

tobera fija

E

1

José Agüera Soriano 2011

18

Turbina de reacción
tobera fija

1

CORONA FIJA RODETE

tobera móvil

2

José Agüera Soriano 2011

19

cámara espiral

JoséAgüera Soriano 2011

20

Triángulos de velocidades
perfil álabe perfil álabe rodete rodete perfil álabe perfil coronaálabe corona fija fija
' 1 w1
1

c velocidad absoluta u velocidad tangencial w velocidad relativa α ángulo c u β ángulo w u

u1 c1
1

u1 c2
2

w2

2

u2

José Agüera Soriano 2011

21

Ecuación de Euler
g ⋅ H t = u1 ⋅ c1 ⋅ cos α1 − u2 ⋅ c2 ⋅ cos α 2...