Turbina Pelton

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
Ingeniería Civil Mecánica

MECANICA DE FLUIDOS
LABORATORIO Nº 3
(Análisis De Turbina Pelton)

Alumno

: Juan Pablo Quiroz
Andrés Tapia
Carlos Rudolph

Profesor
Fecha

: Adelqui Fissore
: 18/10/2002

Concepción – Chile

UNIVERSIDAD DE CONCEPCION

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INTRODUCCIÓN
En este laboratorio se determinara en forma analítica y en forma
experimental lapotencia desarrollada por la turbina pelton, para esta será
accionada por un caudal impulsado por una bomba centrífuga la que simula
una caída de agua.
Las modernas turbinas hidráulicas y bombas centrífugas son maquinas
de gran rendimiento con pocas diferencias en sus características. Para cada
diseño hay una relación definida entre la velocidad de giro N, el gasto o caudal
Q, la altura decarga H, el diámetro D del rodete y la potencia P.
Para el caso de rodetes, el par y la potencia producida vienen definidos
por:
Par T en m. Kg. = ( w*Q)*(v2*r2*cos α2 – v1*r1*cos α1) /g
Potencia P en m. Kg. / seg. = ( w*Q)*(v2*u2*cos α2 – v1*u1*cos α1) /g
OBJETIVO
Determinar en forma analítica y en forma experimental la potencia al eje
desarrollada en la turbina Pelton del Laboratorio. Paraobtener la primera potencia se
debe utilizar la ecuación de la cantidad de movimiento.
Procedimiento:
Se debe encender el motor conectado a la bomba centrifuga dejando la válvula de
descarga de esta cerrada, al igual la válvula de aguja que se encuentra a la
entrada de la Turbina.
Una vez funcionando la bomba se procede a abrir completamente la válvula de
descarga manteniendo siempre laválvula de aguja cerrada.
Aplicar una pre - carga en el freno Proni y abrir la válvula de aguja hasta lograr el
flujo de agua deseado.
Aplicar una carga mayor en el freno y esperar a que se alcance el régimen estable.
Proceda a realizar las lecturas.
Debe medir: flujo másico de agua, altura de caída del agua, fuerza sobre las pesas
en el freno Proni, velocidad de giro de la Turbina. Además debeobtener de
catalogo los datos geométricos de la Turbina necesarios para los cálculos
Realice 3 grupos de mediciones para 3 flujos de agua diferentes.

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EQUIPO E INSTRUMENTOS A UTILIZAR
Se dispone del banco de ensayo de la Turbina Pelton para realizar este experimento.
Este banco consta de la turbina Pelton, Freno Proni, Bomba centrifuga, manómetros,Venturi, tacómetro y válvula de aguja.

Medidores de Fuerza
TURBINA PELTON

medidores de altura de
agua y caudal

Medidor De Altura De
Caída De Agua

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Alabes de las Turbina

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Bomba hidráulica que
crea caída de agua

Turbina Pelton, Lateral

PLANTEAMIENTO DE LAS ECUACIONES
POTENDIA: P
TORQUE

:T

FUERZAS: F1 – F2
RADIO : r
CAUDAL :q

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Formulas a Utilizar

T = (F1 − F2) * r
P = T * w = (F1 − F2) * r * w
EXPRESIONES ADMIENSIONALES (d,W,ϑ)

Q
CgH
= 22
3
w *D
wD

P
C*Q
=
5
l *D
w * D3
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PROCEDIMEINTO
VARIABLES QUE DEFINEN EL FUNCIONAMIENTO
Variables independientes, la potencia a la salida (demanda);
P = t* w
Variables dependiente, flujo de agua que entra a la turbinaRESULTADOS
Calculo experimental del ensayo:
Potencia (Variables A La Salida)
LECTURAS

1

2

3

F1 (Lb)

8.5

15

20.5

F2 (Lb)

3.25

4.75

5.5

W (r.p.m.)

1000

1000

1000

Flujo Y Altura De Caída De Agua, (Variables De Entrada)
LECTURAS
H (m)
Q (Feet3/min)

1
50
3

2
50
5

3
50
6.5

r * w * g * ∂ = 0.1524 *104.67 * 0.45 * 9.81 = .71.045
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w=

6

1000 * 2 * Π
= 104.67...(rad )
s
60

r = 0.1524...(m)

Calculo experimental teórico
•

Potencia Para La 1º Lectura

P = (8.5 − 1.75) * 71.045 = .479.55...( W )

•

Potencia Para La 2º Lectura

P = (15 − 3.25) * 71.045 = .834.78...( W )
•

Potencia Para La 3º Lectura

P = (20.5 − 4.75) * 71.045 = 1118.96...( W )
Por lo tanto nos...