Problemas Resueltos De Turbinas Hidraulicas

GUIA DIDÁCTICA DE EJERCICIOS
TEMA 5
TURBINAS HIDRÁULICAS
1.- FORMULAS Y NOMENCLATURA:
• FORMULARIO (TURBINAS PELTÓN)

Q=V.A

Donde;
Q= caudal
V= velocidad
A= área


A=[pic]

Donde;
A= área
d=diámetro del rodete


A=[pic]

Donde;
A= área
dch= diámetro del chorro.


Q=V.[pic]

Donde;
Q= caudal
dch= diámetro del chorro.
V= velocidad

U=[pic]

Donde;
U=velocidad periférica o velocidad absoluta del álabe
d= diámetro del rodete
N= rpm

[pic]
Donde;
Pa= potencia útil, potencia restituida, potencia al freno, potencia del eje
Q= caudal
H= altura neta
[pic]= peso específico del agua
nt= rendimiento total ó rendimiento global.

P=Q.[pic] H

Donde;
P=Potencia teórica (potencia absorbida o potencia neta=potencia hidráulica puesta adisposición de la turbina)
Q= caudal
[pic]= peso específico del agua
H= altura neta


U=0.45[pic]

Donde;
U= velocidad periférica o velocidad absoluta del álabe
g= fuerza de gravedad
H= altura neta


[pic] =0.97[pic]

Donde;
[pic]=velocidad absoluta del fluido (a la entrada)
g=fuerza de gravedad
H=altura neta

[pic]

Donde;
[pic]= número específico de revoluciones
[pic]= rpm[pic] =rendimiento total
[pic]= caudal
H= altura neta

[pic]

Donde;
[pic]=potencia interna
F=fuerza tangencial
[pic]= velocidad periférica o velocidad absoluta del álabe (a la entrada)

• FORMULARIO (TURBINAS FRANCIS Y KAPLAN)

ηh= [pic]=[pic]

Donde;
ηh= Rendimiento hidráulico
Hu= Altura teórica
H= Altura neta
[pic]= Velocidad periférica ó velocidad absoluta del álabe(a la entrada)
[pic]= Componente periférica de la velocidad absoluta del fluido (a la entrada)
[pic]= Velocidad periférica ó velocidad absoluta del álabe (a la entrada)
[pic]= Componente periférica de la velocidad absoluta del fluido (a la entrada)
g= Fuerza de gravedad

Q= τ π [pic] [pic]

Q=caudal
[pic]= diámetro a la entrada del rodete
[pic]= ancho del rodete
[pic]= Componentemeridional de la velocidad absoluta del fluido
[pic]= área útil a la entrada del rodete (ejemplo: los álabes ocupan un 8% del área útil a la entrada del rodete, de ser así, τ es igual a 100%-8%, es decir, τ= 92%)

Q= τ π [pic] [pic]

Q=caudal
[pic]= diámetro a la salida del rodete
[pic]= ancho del rodete
[pic]= Componente meridional de la velocidad absoluta del fluido
[pic]= = área útila la salida del rodete, de suponerse afilados los álabes τ=1.


[pic]m=[pic]
Donde;
[pic]= Componente meridional de la velocidad absoluta del fluido (a la entrada)
[pic]= diámetro a la salida del rodete
[pic]= ancho del rodete
[pic]= ancho del rodete
[pic]= diámetro a la entrada del rodete
[pic]= Componente meridional de la velocidad absoluta del fluido (a la salida)


F=Q ρ ([pic])Donde;
F= fuerza tangencial ejercida por el chorro sobre las cucharas.
Q= caudal
ρ = densidad del agua.
[pic]= componente periférica de la velocidad relativa (a la entrada)
[pic]= componente periférica de la velocidad relativa (a la salida)

U=[pic]

Donde;
U= velocidad periférica o velocidad absoluta del álabe
d= diámetro del rodete
N= rpm

[pic]

Donde;
Pa= potencia útil,potencia restituida, potencia al freno, potencia del eje
Q= caudal
[pic]= peso específico del agua
nt= rendimiento total ó rendimiento global.

[pic] +[pic]

Donde;
[pic]=potencia interna
[pic]= potencia útil, potencia restituida, potencia al freno, potencia del eje
[pic]= potencia de rozamiento mecánico

[pic]

Donde;
[pic]=potencia interna
F=fuerza tangencial
[pic]= velocidadperiférica o velocidad absoluta del álabe (a la entrada)

[pic]=Q γ [pic]

Donde;
Q= caudal
[pic]=potencia interna
[pic]= peso específico del agua
[pic]= Altura teórica
H=[pic]

Donde;
H=altura neta
[pic]=altura teórica
[pic]= Perdidas interiores

ηh=[pic]

Donde;
ηh= rendimiento hidráuljco
H=altura neta
[pic]=altura teórica


ηm,=[pic]

Donde;
ηm= rendimiento mecánico...