Turbinas hidraúlicas

TURBINAS HIDRÁULICAS CARACTERÍSTICAS Y CLASIFICACIÓN
1. INTRODUCCIÓN

Llamamos turbina hidráulica a la máquina que usa un fluido prácticamente incompresible para extraer su energía del mismo, es decir, la máquina que extrae energía del fluido (generalmente agua) sin modificar notablemente su densidad en el proceso. Frente a las hidráulicas, tenemos las turbinas térmicas, las cuales sí queaprovechan las propiedades compresibles de los gases para extraer energía de los mismos. El fundamento de las turbinas hidráulicas es simple: se usa la energía de un fluido embalsado, agua en el mayor de los casos, para hacer mover el rotor gracias a la fuerza que el fluido ejerce sobre sus álabes, produciendo así un giro a través de su eje. Este eje estará conectado a un generador eléctrico, con loque convertiremos la energía potencial y cinética del agua en energía eléctrica, una energía de mucha mayor calidad y fácil manejo. Energía hidráulica -> Energía mecánica -> Energía eléctrica Comúnmente se conoce al conjunto turbina-generador como turbina y no solo a la turbina en si (rodete y estator). La turbina hidráulica está formada principalmente por: • Distribuidor: Es el encargado dedirigir al fluido de forma correcta hacia la turbina para así aprovechar de manera eficiente su energía. Alabes: Son piezas metálicas colocadas en el rodete cuya función es absorber la energía del fluido para convertirla en energía mecánica de giro a través del rodete. Rodete: Es la pieza fundamental de la turbina hidráulica, encargado de transmitir el giro a través de un eje, para así poder generarenergía eléctrica a través de un generador. Tubo de aspiración: Es la pieza final del recorrido del fluido, donde recuperamos presión. Solo está presente en turbinas de reacción. Generador: Es el encargado de transforma la energía mecánica del eje en energía eléctrica.

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Figura 1 – Esquema de una turbina

2. CLASIFICACIÓN GENERAL

Las turbinas hidráulicas podemosclasificarlas en dos grandes bloques: 1. Turbinas de acción: Son aquellas turbinas en las que el fluido no sufre cambio de presión al atravesar el rodete. La presión que posee el fluido a la entrada de la turbina (gracias a la cual posee energía para transmitir) se reduce hasta la presión atmosférica en el distribuidor, con lo que esta presión se mantiene constante a lo largo del rodete. El distribuidor enestas turbinas es llamado inyector, ya que “inyecta” el fluido a gran velocidad en los álabes del rodete. Como a la salida del rodete el fluido está a presión atmosférica, no es necesario el uso de tubos de aspiración. 2. Turbinas de reacción: Son aquellas turbinas en las que el fluido si sufre un cambio significativo de presión a su paso por el rodete. A la entrada del rodete el fluido está a unapresión mayor que la atmosférica, y ésta va disminuyendo a lo largo del rodete conforme se produce el intercambio de energía. A la salida del rodete la presión es menor que la atmosférica, con lo que es necesario un tubo de aspiración para aumentar la presión e igualarla a la atmosférica. El tubo de aspiración es simplemente un difusor, en el cual el fluido se desacelera, convirtiendo su alturacinética en altura de presión.

3. TIPOS DE TURBINAS

En el mercado existen multitud tipos de turbinas, aunque las tres más conocidas y empleadas, así como las que comentaremos en este documento son las turbinas Francis, Kaplan y Pelton. Cada una de estas turbinas tiene su rango de aplicación atendiendo a altura de salto, caudal y a número específico de revoluciones. Así, de mayor a menor alturade salto podemos clasificarlas de la siguiente manera: Pelton -> Francis -> Kaplan De mayor a menor caudal la clasificación es inversa, ya que la ausencia de altura de salto se compensa con un mayor caudal de trabajo: Kaplan -> Francis -> Pelton En cuanto al número específico de revoluciones, de mayor a menor: Kaplan -> Francis -> Pelton

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TURBINAS PELTON

Estas turbinas son la...