turbinas hidraulicas

TURBINAS
HIDRÁULICAS
Pedro Fernández Díez
http://libros.redsauce.net/
I.- TURBINAS HIDRÁULICAS
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Una máquina hidráulica es un dispositivo capaz de convertir energía hidráulica en energía mecánica;
pueden ser motrices (turbinas), o generatrices (bombas), modificando la energía total de la vena fluida
que las atraviesa. En el estudio de las turbomáquinashidráulicas no se tienen en cuenta efectos de tipo
térmico, aunque a veces habrá necesidad de recurrir a determinados conceptos termodinámicos; todos
los fenómenos que se estudian serán en régimen permanente, caracterizados por una velocidad de rotación
de la máquina y un caudal, constantes.
En una máquina hidráulica, el agua intercambia energía con un dispositivo mecánico de revolución
que giraalrededor de su eje de simetría; éste mecanismo lleva una o varias ruedas, (rodetes o rotores),
provistas de álabes, de forma que entre ellos existen unos espacios libres o canales, por los que circula el
agua. Los métodos utilizados para su estudio son, el analítico, el experimental y el análisis dimensional.
El método analítico se fundamenta en el estudio del movimiento del fluido a través de losálabes,
según los principios de la Mecánica de Fluidos.
El método experimental, se fundamenta en la formulación empírica de la Hidráulica, y la experimentación.
El análisis dimensional ofrece grupos de relaciones entre las variables que intervienen en el proceso,
confirmando los coeficientes de funcionamiento de las turbomáquinas, al igual que los diversos números
adimensionales que proporcionaninformación sobre la influencia de las propiedades del fluido en
movimiento a través de los órganos que las componen.
I.2.- CLASIFICACIÓN DE LAS TURBOMAQUINAS HIDRÁULICAS
Una primera clasificación de las turbomáquinas hidráulicas, (de fluido incompresible), se puede hacer
con arreglo a la función que desempeñan, en la forma siguiente:
a) Turbomáquinas motrices, que recogen la energía cedidapor el fluido que las atraviesa, y la
transforman en mecánica, pudiendo ser de dos tipos:
Dinámicas o cinéticas, Turbinas y ruedas hidráulicas
Estáticas o de presión, Celulares (paletas), de engranajes, helicoidales, etc
b) Turbomáquinas generatrices, que aumentan la energía del fluido que las atraviesa bajo forma
potencial, (aumento de presión), o cinética; la energía mecánica que consumenes suministrada por un
motor, pudiendo ser:
Bombas de álabes, entre las que se encuentran las bombas centrífugas y axiales
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Hélices marinas, cuyo principio es diferente a las anteriores; proporcionan un empuje sobre la carena
de un buque
c) Turbomáquinas reversibles, tanto generatrices como motrices, que ejecutan una serie de funciones
que quedan aseguradas, mediante un rotorespecífico, siendo las más importantes:
Grupos turbina-bomba, utilizados en centrales eléctricas de acumulación por bombeo
Grupos Bulbo, utilizados en la explotación de pequeños saltos y centrales maremotrices
d) Grupos de transmisión o acoplamiento, que son una combinación de máquinas motrices y generatrices,
es decir, un acoplamiento (bomba-turbina), alimentadas en circuito cerrado por un fluido, engeneral aceite; a este grupo pertenecen los cambiadores de par.
Ruedas hidráulicas.- Las ruedas hidráulicas son máquinas capaces de transformar la energía del
agua, cinética o potencial, en energía mecánica de rotación. En ellas, la energía potencial del agua se
transforma en energía mecánica, como se muestra en la Fig I.1c, o bien, su energía cinética se transforma
en energía mecánica, comose indica en las Figs I.1a.b.
Se clasifican en:
Ruedas movidas por el costado
Ruedas movidas por debajo
Ruedas movidas por arriba



Fig I.1.a.b.c
Su diámetro decrece con la altura H del salto de agua. Los cangilones crecen con el caudal. Los rendimientos
son del orden del 50% debido a la gran cantidad de engranajes intermedios. El numero de rpm es
de 4 a 8. Las potencias son...