Turbinas pelton y francis lab

Laboratorio de Mecánica de Fluidos II

[Características de operación de una turbina Francis y una turbina Pelton]

[Chávez Yagual Pául Andrés]
Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción (FIMCP)
Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL)
Guayaquil - Ecuador
[pchavez@espol.edu.ec]

Resumen
En esta práctica observamos el funcionamiento de una tur bina francis yuna turbina pelton para diferentes aperturas de inyección, lo que producía un cambio en el caudal que manejaban las turbinas además del cambio de las RPM. Se tomaron valores de Q y RPM para cada fuerza mostrada en el dinamómetro en el freno. Con estos valores pudimos determinar la potencia al freno y la potencia hidráulica, con ello la eficiencia, a fin de poder analizar como varían laseficiencias de las turbinas a diferentes caudales y diferentes RPM.
Palabras claves: turbina Pelton, turbina Francis, caudal, RPM, potencia

Abstract
In this practice we observe the operation of a tur bines francis and pelton turbine for different injection openings, producing a change in the flow that drove the turbines as well as the change in RPM. Q values ​​were taken for each force and RPM shownon the brake dynamometer. With these values ​​we could determine brake power and hydraulic power, thus the efficiency, in order to analyze how varying efficiencies of the turbines at different flow rates and different RPM.

Keywords: Pelton turbine, Francis turbine, flow, RPM, power

Introducción

Turbina Pelton
Una turbina Pelton es uno de los tipos más eficientes de turbina hidráulica.Es una turbomáquina motora, de flujo transversal, admisión parcial y de acción. Consiste en una rueda (rodete o rotor) dotada de cucharas en su periferia, las cuales están especialmente realizadas para convertir la energía de un chorro de agua que incide sobre las cucharas.
Están diseñadas para explotar grandes saltos hidráulicos de bajo caudal. Las centrales hidroeléctricas dotadas de este tipode turbina cuentan, la mayoría de las veces, con una larga tubería llamada galería de presión para trasportar al fluido desde grandes alturas, a veces de hasta más de doscientos metros. Al final de la galería de presión se suministra el agua a la turbina por medio de una o varias válvulas de aguja, también llamadas inyectores, los cuales tienen forma de tobera para aumentar la velocidad del flujoque incide sobre las cucharas.
Existen turbinas Pelton de todos los tamaños. Hay turbinas de varias toneladas montadas en vertical sobre cojinetes hidráulicos en las centrales hidroeléctricas. Las turbinas Pelton más pequeñas, solo de unos pocos centímetros, se usan en equipamientos domésticos.
En general, a medida que la altura de la caída de agua aumenta, se necesita menor caudal de agua paragenerar la misma potencia. La energía es la fuerza por la distancia, y, por lo tanto, una presión más alta puede generar la misma fuerza con menor caudal.
Cada instalación tiene, por lo tanto, su propia combinación de presión,velocidad y volumen de funcionamiento más eficiente. Usualmente, las pequeñas instalaciones usan paletas estandarizadas y adaptan la turbina a una de las familias degeneradores y ruedas, adecuando para ello las canalizaciones. Las pequeñas turbinas se pueden ajustar algo variando el número de toberas y paletas por rueda, y escogiendo diferentes diámetros por rueda. Las grandes instalaciones de encargo diseñan el par torsor y volumen de la turbina para hacer girar un generador estándar.

Turbina Francis
La turbina Francis fue desarrollada por James B. Francis. Setrata de una turbomáquina motora a reacción y de flujo mixto.
Las turbinas Francis son turbinas hidráulicas que se pueden diseñar para un amplio rango de saltos y caudales, siendo capaces de operar en rangos de desnivel que van de los dos metros hasta varios cientos de metros. Esto, junto con su alta eficiencia, ha hecho que este tipo de turbina sea el más ampliamente usado en el mundo,...