Turbinas hidráulicas

PRACTICA 3: Turbinas Hidráulicas

Aprovechan la energía cinética y potencial del agua para producir un movimiento de rotación, que transferido mediante un eje al generador produce energía eléctrica.
La calcificación de las turbinas hidráulicas se indica a continuación:

• Turbinas de acción: solo aprovechan la altura del agua hasta el eje de la turbina.
Pelton
Flujo cruzado (dobleimpulsión. Ossberger o Banki-Michell).

• Turbinas de reacción: aprovechan la altura total del agua hasta el nivel del desagüe.
Palas fijas: Francis y Hélices.
Palas orientables: Semikaplan, Kaplan y Bulbo (Kaplan con eje inclinado).

Turbina Pelton

El rodete que tiene montados en su periferia una serie de cucharas de doble cuenco o álabes.

El chorro de agua, dirigido y regulado poruno o varios inyectores incide sobre estas cucharas provocando el movimiento de giro de la turbina.
La potencia se regula a través de los inyectores que aumentan o disminuyen el caudal del agua.
Paradas de emergencia: un deflector de chorro, dirige el chorro hacia el desagüe, evitando asi el empalamiento de la máquina. Pudiéndose realizar un cierre lento de los inyectores sin provocar golpes depresión en la tubería.
Este tipo de turbina se emplea en el aprovechamiento hidroeléctrico de salto elevado y pequeño caudal.
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Turbina Francis:

Recibe el flujo de agua en dirección radial, orientándolo hacia la salida en dirección axial.
Esta compuesta por:
• Distribuidor: alabes que orientan el agua hacia el rodete.
• Rodete: agua entra radialmente y sale axialmente.
•Cámara de entrada: en espiral para dar una componente radial al flujo de agua.
• Tubo de aspiración o de salida de agua: mantiene la diferencia de presiones necesaria para el buen funcionamiento de la turbina.
Se acopla muy bien a distintos saltos y caudales, con un rango de funcionamiento muy grande.
Rendimiento superior al 90% en condiciones optimas de funcionamiento.
[pic]Descripción y Características del grupo hidráulico de ensayo:

Grupo hidráulico de ensayo de fluidos incompresibles. Compuesto por:
• Depósito de agua
• Dinamo-freno con reóstato, par instantáneo (kgm)
• Turbina hidráulica Pelton con regulación de aguja
• Electro-bomba centrífuga de elevada presión (Pelton)
Con bypass de control de caudal de alimentación a la turbina y válvula paraaumentar la pérdida de carga controlando la altura disponible por la turbina.
• Cuadro de mandos: reóstato, interruptores, instrumento de medición (rpm, voltímetro, amperímetro, par)
• Sistema de medición y registro de datos mediante soporte informático y tarjeta de adquisición de datos de los sensores.

Proceso operativo:

• Verificar el nivel de agua en el depósito (bombascentrífugas no autocebantes)
• Abrir las válvulas del ensayo a realizar y cerrar el resto
• Acoplar la dinamo a la turbina que se desee ensayar
• Fijar apertura del inyector Pelton o distribuidor Francis
• Turbina Francis el tubo de aspiración cumple su misión
• El bypass (bombas centrífugas) facilita el arranque al producirse sin carga
• Excitar la dinamo, la turbinadebe arrancar con carga (pulsador de excitación y reóstato de control)
• Dispositivo antiembolamiento a excesiva velocidad contra la alimentación eléctrica de al bomba.
• Los diferentes ensayos se realizan regulando el reóstato de dinamo y las válvulas bypass e impulsión.
• Turbina Pelton: al variar la excitación no se modifican ni el caudal ni la altura de la turbina, pues lavelocidad de giro de la dinamo-turbina no afecta a la bomba de alimentación (la perdida de carga en el rodete no es “vista” por la bomba)
• Turbina Francis: al variar la velocidad de giro del conjunto dinamo-turbina, al modificar la excitación de la dinamo, se cambia el régimen de funcionamiento de la bomba de alimentación y se modifican tanto el caudal como la altura a disposición de la turbina....