Turbinas Hidráulicas

Fecha de entrega: viernes 11 de junio de 2010

1. Investigar qué es, cómo funciona y se clasifica (acción o reacción) una turbina hidráulica.

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 turbomáquinas hidráulicas 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 revoluciónque gira alrededor 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.

Una primera clasificación de las turbo máquinas hidráulicas, (de fluidoincompresible), se puede hacer con arreglo a la función que desempeñan, en la forma siguiente:
a) Turbo máquinas motrices, que recogen la energía cedida por 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 consumen es suministrada por un motor, pudiendo ser:
Bombas de álabes, entre las que se encuentran las bombas centrífugas y axiales, Hélices marinas, cuyo principio es diferente a las anteriores; proporcionan un empuje sobre la carena
de unbuque
c) Turbo máquinas reversibles, tanto generatrices como motrices, que ejecutan una serie de funciones que quedan aseguradas, mediante un rotor específico, 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 oacoplamiento, que son una combinación de máquinas motrices y generatrices, es decir, un acoplamiento (bomba-turbina), alimentadas en circuito cerrado por un fluido, en general aceite; a este grupo pertenecen los cambiadores de par.

Turbinas hidráulicas.- Una turbomáquina elemental o monocelular tiene, básicamente, una serie
de álabes fijos, (distribuidor), y otra de álabes móviles, (rueda, rodete,rotor). La asociación de un órgano fijo y una rueda móvil constituye una célula; una turbomáquina monocelular se compone de tres órganos diferentes que el fluido va atravesando sucesivamente, el distribuidor, el rodete y el difusor.
El distribuidor y el difusor (tubo de aspiración), forman parte del estator de la máquina, es decir, son
órganos fijos; así como el rodete está siempre presente, eldistribuidor y el difusor pueden ser en determinadas turbinas, inexistentes.
El distribuidor es un órgano fijo cuya misión es dirigir el agua, desde la sección de entrada de la máquina hacia la entrada en el rodete, distribuyéndola alrededor del mismo, (turbinas de admisión total), o a una parte, (turbinas de admisión parcial), es decir, permite regular el agua que entra en la turbina, desde cerrarel paso totalmente, caudal cero, hasta lograr el caudal máximo. Es también un órgano que transforma la energía de presión en energía de velocidad; en las turbinas hélico-centrípetas y en las axiales está precedido de una cámara espiral (voluta) que conduce el agua desde la sección de entrada, asegurando un reparto simétrico de la misma en la superficie de entrada del distribuidor.

El rodete...