Ensayo Imaginarium

UNIVERSIDAD SANTO TOMAS Facultad de Ingeniería Mecánica MÁQUINAS HIDRÁULICAS

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Andrés Felipe Cifuentes Gómez.

Turbina Pelton
 I. INTRODUCCIÓN Las turbinas hidráulicas son empleadas para convertir energía hidráulica en energía mecánica. Dichas turbinas son ampliamente usadas en instalaciones hidroeléctricas y en sistemas de almacenamiento de energía. Los dos tipos principales deturbinas son las turbinas de reacción e impulso. Las turbinas de reacción son sumergidas y su principio de funcionamiento está basado en la diferencias de presiones que experimenta el flujo a lo largo de los álabes. Por otra parte, las turbinas de impulso (como la turbina Pelton) primero se convierte la alta presión a través de una tobera en un chorro a alta velocidad, el cual impacta contra loscangilones o cucharadas de la turbina generando una fuerza sobre estas y por ende un torque alrededor del eje de rotación. Mediante la experimentación y conocimiento de esta práctica de laboratorio se puede establecer la gran eficiencia de trabajo de esta turbomaquina, esta característica es de gran importancia ya que la disipación de energía es mínima, en tanto hace un gran aporte al máximoaprovechamiento de los recursos naturales que proveen energía limpia además es importante establecer países como Colombia son transformadores de energía basados en principios que proveen de energía en un 79%, con un porcentaje de explotación del recurso hidráulico del 9%, quiere decir que con un mayor aporte a este tipo de proyectos Colombia podría establecer parámetros que la lleven a potencia productora deenergía en medio de dificultades ambientales y económicas. II. OBJETIVO GENERAL Caracterizar un modelo de turbina Pelton con un solo chorro, por medio de la calibración de un dinamómetro que permite tomar una medida aproximada del torque generado por el rotor, además de relacionarlo con las revoluciones y asi determinar la potencia de salida del dispositivo. III. OBJETIVOS ESPECÍFICOS   Calibrarel dinamómetro del dispositivo para así tener una referencia en cuanto al torque medido generado por el chorro sobre el rotor de la turbina. Determinar la potencia de la turbina por medio de las variables: velocidad angular y torque.  Determinar diferentes aplicaciones de la turbina Pelton en la industria especificando el sector productivo. Identificación de los principales componentes de unaturbina Pelton.

IV. MARCO TEORICO Generalidades Las turbinas de impulso son usas en casos donde se presentan altas cabezas, en estas, la alta presión del sistema está confinada a tobera, la cual convierte la cabeza estática en cabeza dinámica con un chorro a alta velocidad a presión atmosférica. El Caudal del chorro es controlado mediante una aguja reguladora como se presenta en el lado b) de lafigura. El chorro pega contra los cangilones de la turbina como se ve en c) lo cual le imparte una fuerza al cangilón debido al cambio en la cantidad de movimiento lineal del chorro pues esta se deflecta. Los cangilones son hechos con un tabique divisor que hace que el cangilón sea simétrico respecto al eje principal del chorro. La tobera lanza a la atmósfera un chorro de alta velocidad que incidesobre 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.

Figura 1. Esquema turbina Pelton. Partes de la turbina______________________________________________________________________________________________________
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Andrés Felipe Cifuentes Gómez.

Grafica 1. Calibración del dinamómetro 1. Codo de entrada 2. Inyector 3. Tobera 4. Válvula de Aguja 5....