turbina

Turbinas Pelton y Turbinas Francis


AUTORES:
BR: CHIRINOS ISRAEL C.I. 23.254194
BR: MEJIAS ENZO C.I.23680190
MECANICA, SECCION:11
TRAYECTO II, TRIMESTRE III


SANTA ANA DE CORO, JUNIO DE 2014
INTRODUCCIÓN

Las turbinas en todos sus diferentes tipos, dependiendo de su función son de gran uso industrial, en donde producenenergía o consumen, en este caso se planteara un estudio sobre las TURBINAS Pelton y Francis, el funcionamiento de la primera mencionada es mediante unos chorros a presión de agua la cual en dirección hacia las cucharas (alabes) impulsa la rueda a que gire dependiendo de la presión que lleva el fluido, de esa manera es que es posible que se coloque en operación la turbina Pelton, los álabespuedes estar fundidos con la misma rueda o unidos individualmente por medio de bulones o pernos.











DESARROLLO
1. Turbinas Pelton:
Generalidades de la Turbina Pelton:
La turbina PELTON recibe ese nombre al trabajo de investigación realizado por el ingeniero norteamericano Lester Allen Pelton (1829-1908), el cual en el proceso de búsqueda de oro en California concibió la idea deuna rueda con cucharas periféricas que aprovecharan la energía cinética del agua que venía de una tubería y actuaba tangencialmente sobre la rueda. Por fin en 1880 patentó una turbina con palas periféricas de muy particular diseño, de tal manera que el chorro proveniente de la tubería golpea el centro de cada pala o cuchara con el fin de aprovechar al máximo el empuje del agua.





Fig. 1Muestra el esquema básico de una turbina PELTON (cortesia de Microsoft Encarta 2003).
Así pues, a las cucharas y palas que mencionamos anteriormente se les nombran ÁLABES. El álabe tiene la forma de doble cuchara, con una arista diametral sobre la que incide el agua produciéndose una desviación simétrica en dirección axial, buscando un equilibrio dinámico de la máquina en esa dirección. En lassiguientes imágenes veremos y analizaremos la forma del álabe.

Fig. 2 En esta foto se puede mostrar a detalle la forma de la pala y la forma en la que incide el chorro en ella. (Cortesía de WKV Inc.).
Las dimensiones del álabe son proporcionales a los diámetros del chorro que impacta sobre él; el chorro a su vez está en función del diámetro de la rueda y de la velocidad específica. El diámetrode chorro (do) está entre el 5% y el 12%del diámetro de la rueda (Dp). En la siguiente figura se muestra a detalle la forma del álabe y sus variables correspondientes

Fig. 3 figura que muestra a detalle las partes de un álabe PELTON
El ángulo a, ubicado entre las dos caras interiores del álabe es del orden de los 20°, lo ideal sería que fuera igual a 0°, pero, de ser así, debilitaría la aristamedia donde pega el chorro y transmite la energía.
El ángulo b, ubicado en la salida del álabe esta entre los 8° y los 12°. Se debe de dar salida al agua con la propia forma de del borde de fuga, a la cual ayudan las líneas de "thalweg".
Los álabes deben estar colocados lo más cerca posible a los inyectores, debido a que la distancia hace decrecer la energía cinética del agua.

FuncionamientoLa tobera o inyector lanza directamente el chorro de agua contra la serie de paletas en forma de cuchara montadas alrededor del borde de una rueda, el doble de la distancia entre el eje de la rueda y el centro del chorro de agua se denomina diámetro Pelton. El agua acciona sobre las cucharas intercambiando energía con la rueda en virtud de su cambio de cantidad de movimiento, que es casi de180°. Obsérvese en la figura anexa un corte de una pala en el diámetro Pelton; el chorro de agua impacta sobre la pala en el medio, es dividido en dos, los cuales salen de la pala en sentido casi opuesto al que entraron, pero jamás puede salir el chorro de agua en dirección de 180° ya que si fuese así el chorro golpearía a la pala sucesiva y habría un efecto frenante. La sección de entrada del...