hidraulica

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CAPITULO III
3. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS
3.1 INTRODUCCIÓN 14

Palabra relacionada con el torbellino creado por un fluido, se entiende todo
dispositivo mecánico capaz de convertir en trabajo, en la forma de movimiento de
rotación, la energía cinética presente en masas de agua, vapor o gas, al encontrarse
éstas dotadas de una determinada velocidad de desplazamiento figura 3.1.
Laaplicación inmediata del trabajo mecánico desarrollado en la turbina, es la de
hacer girar al rotor del generador de energía eléctrica, en el cual se realiza la
transformación de la energía mecánica en energía eléctrica. Todo ello, como
consecuencia de estar rígidamente unidos, generalmente, los ejes de ambas
máquinas, turbina-generador, formando un eje único con el que se obtiene
sincronismo degiro entre las mismas, es decir, idéntico número de revoluciones
durante espacios de tiempo iguales.

Figura Nº3.1Turbina hidráulica. (Motor hidráulico).
En determinadas máquinas, particularmente en las que proporcionan pequeñas
potencias y trabajan con poca altura de salto, se suele disponer un multiplicador de
velocidad, instalado entre ambos ejes, a fin de que las dimensiones de! generadorsean reducidas.

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3.2 TURBINAS HIDRÁULICAS
Es la máquina destinada a transformar la energía hidráulica, de una corriente o
salto de agua, en energía mecánica. Por lo tanto, toda turbina convierte la energía del
agua, manifestada bien en su forma de presión (energía potencial o de posición)
como en la de velocidad (energíacinética), en el trabajo mecánico existente en un eje
de rotación. En términos generales y sin ánimo de ser reiterativos, podemos definir a
las turbinas hidráulicas como motores hidráulicos destinados a aprovechar las
corrientes y saltos de agua.
Una turbina hidráulica es accionada por el agua en movimiento, una vez que ésta
es debidamente encauzada hacia el elemento de turbina denominado distribuidor,el
cual, circularmente, distribuye, regula y dirige un caudal de agua que tiende a incidir,
con mayor o menor amplitud, hacia el centro del círculo descrito, sobre un rotor o
rueda móvil conocida con el nombre de rodete, que, conjuntamente con el eje en el
que está montado, ha de estar perfectamente equilibrado dinámica y estáticamente
figura 3.2.

Figura Nº3.2 Componentes esenciales deuna turbina hidráulica.

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Se deduce cómo la energía del agua, originalmente la mayoría de los casos en
forma de energía potencial de tipo gravitatorio, se convierte en energía cinética al
pasar sucesivamente par el distribuidor y el rodete, debido a la diferencia de nivel
existente entre la entrada y la salida de a conducción figura 3.3. En consecuencia, se
provocan cambios en la magnitudy dirección de la velocidad del fluido, lo que hace
que se produzcan fuerzas tangenciales en el rodete, generándose así energía
mecánica al girar éste.

Figura Nº3.3 Diferencia de nivel existente entre la entrada y la salida del agua de
alimentación a una turbina.
El rendimiento de las instalaciones con turbinas hidráulicas, siempre es elevado,
pudiendo llegar desahogadamente al 90% o más,después de tener en cuenta todas las
pérdidas hidráulicas por choque, de caudal, de fricción en el generador, mecánicas,
etc.
Los problemas de regulación de velocidad son importantes, principalmente a
causa de las grandes masas de agua que entran en juego, con sus aceleraciones
positivas y negativas, que se transforman en ondas de presión. La continuidad de las
columnas de agua transmite alas ondas, produciéndose fuertes choques o golpe de
ariete que es necesario evitar o por lo menos controlar.

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3.3 FENÓMENOS EN LAS TURBINAS HIDRÁULICAS

3.3.1 Velocidad de embalamiento

Se entiende por velocidad de embalamiento, cuando la turbina descargada con
el distribuidor abierto, suele ser 1,8 a 2,2 veces la velocidad de régimen según el tipo
de turbina. Si se supone a la...