turbina michell banki

ESTUDIO DEL EFECTO DE LOS PARAMETROS DE DISEÑO EN LA
EFICIENCIA DE LA TURBINA MICHELL-BANKI
Eduardo Guevara, Harold Hidalgo, Edwin Martínez
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA-FACULTAD DE INGENIERIA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
lalo_gueva766@hotmail.com;mecanico_unt@hotmail.com; martinez.ing@hotmail.com

RESUMEN
Se investigo teóricamente el efecto del ángulo de ataque (
alabe (

) y larelación de diámetros (

, ángulo de entrada del

) del rotor en la eficiencia hidráulica de la turbina

Michell-Banki. Con el propósito de hallar relaciones óptimas que permitan alcanzar el máximo
rendimiento hidráulico. Para este fin se desarrollo un modelo matemático aplicando el método
del volumen de control a la ecuación de momento de la cantidad de movimiento, suponiendo
algunascaracterísticas concernientes al flujo y a la geometría del rotor. Además se desarrollo
un algoritmo de diseño de la turbina Michell-Banki y se uso el paquete informático Matchad 14
para obtener graficas y cuadros comparativos entre las variables independientes
y las variables dependientes
. Del presente estudio se
obtuvo que los valores del ángulo no debe exceder los 20°, debe garantizar que
ytambién

, ya que el cumplimiento de estas condiciones hace que la eficiencia

hidráulica sea máxima. Concluyéndose que el comportamiento de la eficiencia optima de la
Turbina Michell-Banki al variar los parámetros de diseño (

en este estudio teórico

tiene concordancia con los ensayos experimentales.
Palabras clave: Método de volumen de control, Turbina Michell-Banki, eficienciahidráulica,
momento de la cantidad de movimiento.
ABSTRACT
The effect of the angle of attack, angle of entry of the blade and the relation of
diameters of rotor on hydraulic efficiency of Michell-Banki Turbine is investigated theoretically.
In order to find optimal relations that let achieve the maximum hydraulic performance. To this
end it is developed a mathematical model applying controlvolume method to equation of
moment of momentum, assuming some characteristic related to flow and rotor geometry.
Moreover, it is developed a design algorithm of Michell-Banki turbine and was used software
Mathcad 14 in order to obtain comparatives graphics and charts between independent
variables and dependent variables.The result was the influence of some design parameters on
efficiency ofMichell-Banki turbine, some optimal relations between geometric parameters of
rotor that let achieve the maximum hydraulic efficiency. We conclude that values of
angle

should not exceed 20°, must ensure that

and

too, the

fulfilment of these conditions causes the hydraulic efficiency is maximized.
Keywords: control volume method, Michell-Banki turbine, hydraulic efficiency, moment ofmomentum.

I.

Introducción

Las formas de energía explotados
principalmente en nuestro país son la
energíatérmica y la energíahidráulica.
El potencial de energíahidráulica del Perú
es muy grande, sin embargo se aprovecha
actualmente solamente del 3% al 4% de
este potencial. [13]. La hidrogeneración en
pequeña escala constituye una alternativa
a la solución del problema de suministrode
energía en regiones principalmente
aisladas, donde los proyectos de
electrificación se encarecen por las grandes
distancias que tiene que cubrir las líneas de
transmisión[12].
En una central hidroeléctrica, uno de los
elementos fundamentales es la turbina
hidráulica dentro de las cuales destacan,
las turbinas Pelton, Francis, Kaplan y
Michell-Banki. La turbina Michell-Banki es
la quepresenta la mejor performance a la
hidrogeneración de energía a pequeña
escala, debido a que alcanza un aceptable
nivel de rendimiento, diseño sencillo así
como bajos costos de fabricación y
mantenimiento [2].
La turbina de flujo cruzado conocida
también como turbina Michell-Banki, es
clasificada como una turbina de acción de
flujo transversal a carga parcial y de doble
efecto [1]....