Turbinas hidráulicas

Turbinas Hidraulicas

Termodinámica

1.Introduccion
Una Máquina hidráulica es una variedad de máquina de fluido que emplea para su funcionamiento las propiedades de un fluido incompresible o que se comporta como tal, debido a que su densidad en el interior del sistema no sufre variaciones importantes ; Además de eso es un sistema capas de convertir la energía hidráulica en energía mecánicaun ejemplo son las turbinas ( motrices ) o las bombas ( generatrices ) .
En el estudio de estas maquinas no es muy relevante el tipo térmico aunque hay ocasiones en las cuales se debe recurrir a conceptos termodinámicos .
Todos los fenómenos que se estudian serán caracterizados por una velocidad de rotación del sistema y en con un caudal constante .
2. Marco Teórico :
Las turbomáquinashidráulicas, particularmente las motrices, fueron las primeras turbomáquinas
utilizadas por el hombre. Las operadoras (bombas) sólo se desarrollaron con la aparición de los motores
eléctricos y de combustión interna.

Fig. 1 Turbo máquina motrices
Turbomaquinas generatrices : Aumentan la energía del fluido que las atraviesa bajo forma potencial , la energía que consumen es suministrada por motores.
Turbomaquinas reversibles : cumplen funciones que quedan aseguradas , mediantes un rotor especifico , siendo las más importantes turbina bomba usada en al centrales eléctricas o los grupos bulbo utilizados en operaciones mareomotrices .
Transmisión o acoplamiento : combinación de maquinas motrices y generatrices , es decir , un acoplamiento alimentadas por un circuito cerrado por un fluido ,en general aceite
Turbinas Kaplan :
Es una turbina de EJE VERTICAL que se usa en CAIDAS MEDIAS y BAJAS. Su nombre se debe al ingeniero austríaco Víctor Kaplan (1876-1934). Son usadas en plantas de baja y mediana , sus especificaciones para uso son de : altura de caída 7-60 Metros , caudal 0.7-1000 m cúbicos sobre segundo , potencia 50-180000 Kw |
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Fig. 2 Rotor de una TurbinaKaplan. | |
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Las palas del rotor están dispuestas de manera que el agua circula entre ellas. La presión del agua hace que al salir en un determinado ángulo, la reacción a la fuerza del agua haga girar el rotor. |
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Fig. 3 Diagrama de funcionamiento de una Turbina Kaplan. | |
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Un distribuidor suministra agua a presión desde los lados de la turbina. El agua al salir empuja las palasy su presión hace girar el rotor.Turbinas Franci : La turbina Francis fue desarrollada por James B. Francis. Se trata de una turbomáquina motora a reacción y de flujo mixto.Las turbinas Francis son turbinas hidráulicas que se pueden diseñar para un amplio rango de saltos y caudales, 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.Fig. 4 turbina Franci |
Turbinas pelton : Este tipo de turbina fue creada y patentada en 1889 por el norteamericano Lester Allan Pelton. El principio de funcionamiento es relativamente simple, ya queconstituye una evolución lógica de la antigua rueda hidráulica. Posee las mejores características para grandes alturas, y desde luego es la única máquina capaz de funcionar con alturas superiores a 1.700 m. Son notables su suavidad de giro y su buen funcionamiento a carga parcial. En la figura se muestra la disposición típica de una turbina Pelton. La tobera lanza a la atmósfera un chorro de altavelocidad que incide sobre una serie de cucharas o álabes montados en la periferia de una rueda. El par ejercido por el impacto y la desviación del chorro provoca el giro de la rueda. Una vez transmitida su energía a la rueda, el agua sale de los álabes a velocidad relativamente baja y es dirigida hacia el canal de desagüe. Por tanto, la turbina ha de estar colocada a suficiente altura sobre el...