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MAQUINAS HIDRAULICAS





SESION Nº 5




MAG, JOSÉ MORALES VALENCIA






TURBOMAQUINAS- TURBINAS







TURBINA HIDRÁULICA

• La turbina hidráulica es un dispositivo Mecánico que convierte la energía cinética o potencial del agua en energía mecánica de rotación y luego mediante un generador se convierte en energía eléctrica.

• Clasificación según la formade actuar el agua en los álabes:

Turbinas de acción ⇒ Pelton

Turbinas de reacción ⇒ Francis y Kaplan

TURBINAS DE ACCIÓN

• Tienen efecto único de velocidad

• El sentido de proyección del chorro de agua y
el sentido de giro del rodete coinciden.

• La presión del agua no varía en los álabes

• Rodete no inundado.
TURBINAS DE REACCIÓN

• Tienen efecto en conjunto, velocidad ypresión.

• Sentido de proyección del chorro de agua y
sentido de giro del rodete no coinciden.

• Mayor presión de agua a la entrada que a la
Salida.

• Rodete inundado



TURBINA PELTON


Definición

La turbina Pelton fue inventada por Lester A. Pelton. Esta turbina se define como una turbina de acción, de flujo tangencial y de admisión parcial.

Opera máseficientemente en condiciones de grandes saltos, bajos caudales y cargas parciales.





ROTOR DE UNA TURBINA PELTON




A las cucharas y palas se les conoce como ÁLABES, el álabe tiene la forma de doble cuchara, con una arista diametral sobre la que incide el agua produciéndose una desviación simétrica en dirección axial,





ELEMENTOS DE LA TURBINA PELTON

• Inyector: El inyector constade una tobera de sección circular provista de una aguja de regulación que se mueve axialmente, variando la
sección de flujo.

Transforma la energía de presión del fluido en energía cinética. Consta de:
Tobera ⇒ Boquilla con orificio de sección circular
Válvula de aguja ⇒ Regulación del caudal







• Cámara de distribución: Prolongación de la
tubería forzada para conducir el aguahasta los
inyectores.





• Distribuidor: Es el elemento mecánico destinado a dirigir y regular el chorro de agua. Está compuesto por 1 y 6 inyectores de agua.
La misión del inyector es aumentar la energía cinética del fluido, disminuyendo la sección de paso, para maximizar la energía de fluido aprovechada en la turbina

Distribuidor
• Rodete
Es de admisión parcial, depende delnúmero de chorros o de inyectores.
Está compuesto por un disco provisto de cucharas montadas en su periferia. Las cucharas pueden estar empernadas al disco, soldadas o fundidas convirtiéndose en una sola pieza con el disco.


Rodete
FUNCIONAMIENTO TURBINA PELTON
• Transforma la energía cinética del agua en energía mecánica de rotación.

• Los Inyectores dirigen un chorro de agua cilíndricode sección uniforme y a presión atmosférica al rodete

• Chorro de agua incide sobre la arista central de los álabes, originando dos chorros que salen despedidos lateralmente.

• Chorros resultantes caen al canal de fuga por la fuerza de la gravedad.

• Regulación mediante válvula de aguja que obtura más o menos el orificio de salida.

• Para caudales mayores se necesitan varias toberas endiversas posiciones del rodete.

• Chorros resultantes caen al canal de fuga por la fuerza de la gravedad

• Regulación mediante válvula de aguja que obtura más o menos el orificio de salida








Obsérvese en la figura anexa un corte de una pala en el diámetro Pelton; el chorro de agua impacta sobre la pala en el medio, es dividido en dos, los cuales salen de la pala en sentidocasi opuesto al que entraron.

Funcionamiento


CENTRAL CON TURBINA PELTON




TRIANGULO DE VELOCIDADES DE UNA
TURBINA PELTON







En el triangulo de velocidades de entrada se cumple:
α1= 0º (idealmente)
β1 = 180º (idealmente)
c1 = c1u
En el triangulo de...