Estudiante

•MASTER EN ENERGÍAS RENOVABLES CURSO 2008-2010 ENERGÍ 2008-

TEMA 3. ASPECTOS ESPECÍFICOS DE LOS APROVECHAMIENTOS MINIHIDROELÉCTRICOS. APLICACIONES EN CANARIAS.
3. 4. ESTUDIO DE LA TURBINA PELTON

CLASE 2 TEMA 3

Profesor: Juan E. González Fariñas

1

3.4 Estudio de la turbina Pelton 3.4.1 Introducción 3.4.2 Cinemática de la turbina 3.4.3 Potencia

Profesor: Juan E. González Fariñas2

Profesor: Juan E. González Fariñas

3

Profesor: Juan E. González Fariñas

4

De: http://usuarios.lycos.es/jrcuenca/Spanish/Turbinas/T-3.1.htm
Profesor: Juan E. González Fariñas 5

Profesor: Juan E. González Fariñas

6

C1

Esquema de funcionamiento de una turbina Pelton de un chorro
Profesor: Juan E. González Fariñas 7

Carga neta puesta a disposición de laturbina

Carga neta del chorro

H netachorro

H netaturbina = Z1 − Z 2 − ∑ h ftuberia

C = 1 2g

2

Carga efectiva que actúa sobre la rueda

H efectiva = H netaturbina *η manométrica

Posición en la que se determina cada carga de cálculo de la turbina
Profesor: Juan E. González Fariñas 8

Carga neta de la turbina, H netaturbina: Es la carga que se pone a disposición de la máquinapor el sistema de conducción del agua.

Carga neta del chorro, Hnetachorro : Es la carga que tiene el chorro al descontar las pérdidas en el inyector.

Carga efectiva, H efectiva: Es la carga que finalmente actúa sobre la rueda. Se calcula a partir de la carga neta de la turbina descontando las pérdidas en el inyector, en el trayecto hacia la rueda y por la fricción en la cucharas.

Profesor:Juan E. González Fariñas

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Diagrama de velocidades en la cuchara de la turbina Pelton (I) :
W2

W1 = C1 – U1
U2

β2
W2
C2 : Velocidad absoluta del chorro a la salida. U2 : Velocidad lineal absoluta de la cuchara en la salida. β2: Ángulo de salida de la cuchara. α2: Ángulo de salida de los chorros de la cuchara. W2: Velocidad relativa del chorro a la salida.
Profesor: Juan E.González Fariñas

W2

α2

C2

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Ecuaciones de velocidades en la cuchara de la turbina Pelton:

D

C1 : Velocidad absoluta del chorro a la entrada. U1 : Velocidad lineal absoluta de la cuchara en la sección central (entrada). β2: Ángulo de salida de la cuchara. W1: Velocidad relativa del chorro a la entrada.

C1 = ϕ1

2* g * H
60

n

U1 = π * D * N =

π * D * r . p .m .

W1= C1 − U1

Profesor: Juan E. González Fariñas

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REMEMORACIONES DE ÁLGEBRA:

a2 = b2 + c2 - 2* c* m "El cuadrado del lado opuesto a un ángulo agudo es igual a la suma de los cuadrados de los otros dos lados menos el doble producto de uno de ellos por la proyección del otro sobre él“.

Ángulo agudo

De: http://ficus.pntic.mec.es/dbab0005/triangulos/Geometria/tema5/Teoremas2.htmlProfesor: Juan E. González Fariñas

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Ecuaciones de velocidades en la cuchara de la turbina Pelton (II) :
C2 : Velocidad absoluta del chorro a la salida. U2 : Velocidad lineal absoluta de la cuchara en la salida. β2: Ángulo de salida de la cuchara. α2: Ángulo de salida de los chorros de la cuchara. W2: Velocidad relativa del chorro a la salida.

U2

β2
W2

α2

C2

U 2 = U1 W2 = ψ*W1
2 2

ψ ≈ 0 .7 a1 .0

C2 = U 2 + W2 − 2 *U 2 *W2 * cos( β 2 )
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Fuerza tangencial del chorro (s) de la turbina Pelton:

Q = C1 *

π * d chorro 2
4

Fx =

γ *Q
g

* (W1 * cos( β1 ) − W2 * cos( β 2 ))

Potencia transmitida a la rueda:

Prueda = Fx *U1
Profesor: Juan E. González Fariñas 14

Sustituyendo las ecuaciones de Q y Fx enla ecuación de la Potencia de la turbina Pelton:
Q = C1 *

π * d chorro 2
4

Fx =

γ *Q
g

* (W1 * cos( β1 ) − W2 * cos( β 2 ))

Potencia transmitida a la rueda:

Prueda = Fx *U 1

Prueda

2  d chorro = * (π * ) * C1  (C1 − U1 ) * cos(00 ) −ψ * (C1 − U1 ) * cos( β 2 ) *U1 g  4 

γ* 

[

]

Sacando (C1 – U1) como factor común y reordenando:
2  γ * d chorro  =...