Turbina pelton

OBJETIVOS

Objetivo General

Estudiar y observar el funcionamiento de la turbina pelton a diferentes niveles de fricción

Objetivos específicos

Encontrar el factor de calibración de la maquinaria

Encontrar la velocidad angular, torque, fuerza generada en cada rango de la prueba.

Encontrar el valor de la eficiencia hidráulica.

RECOMENDACIONES

A medida que se realicen máspruebas en la turbina pelton se recomienda que a cada grupo nuevo se le asigne valores específicos en caudales más altos o más reducidos y así se puede lograr tener una familia de graficas para poder tener una base del comportamiento generalizada.

Otra recomendación es que la práctica puede ser re inventada colocando la medida del caudal y la presión en el inyector para que se pueda estudiardesde todos los puntos de vista.

CALCULOS

Cálculos de calibración del dinamómetro

Masa (kg)
Ángulo (°)
0,01
4
0,02
6
0,03
9
0,04
11
0,05
12,5
0,06
15
0,07
17
0,08
19
0,09
22
0,1
24
0,11
26
0,12
28
0,13
30
0,14
32
0,15
34
Tabla 1

Grafica 1

Según nuestra grafica podemos decir que para un ángulo X y usando la ecuación encontrada

Y = 0,0046x – 0,0096(Ec.1) tenemos un valor equivalente de la masa Y.

También se puede observar que tiene una desviación estándar de 0,0011 gracias al R2= 0,9989 esto nos indica que nuestros valores de masa estarán 0,11% desviados del valor Real,

Tabla de desviación de valores en la ecuación 1

Masa (kg)
Ángulo (°)
Utilizando la Ec. 1
∆Masa
0,01
4
0,0088
0,0012
0,02
6
0,018
0,002
0,03
90,0318
-0,0018
0,04
11
0,041
-0,001
0,05
12,5
0,0479
0,0021
0,06
15
0,0594
0,0006
0,07
17
0,0686
0,0014
0,08
19
0,0778
0,0022
0,09
22
0,0916
-0,0016
0,1
24
0,1008
-0,0008
0,11
26
0,11
0
0,12
28
0,1192
0,0008
0,13
30
0,1284
0,0016
0,14
32
0,1376
0,0024
0,15
34
0,1468
0,0032
Tabla 2

Con esta tabla se puede observar la desviación entre los valorestomados manualmente y obtenidos con la ecuación 1 para confirmar su credibilidad y así verificar que los valores a utilizar en los siguientes cálculos están correctos.

Torque generado para dinamómetro en calibración

Masa (kg)
Ángulo (°)
Radio (m)
Torque (N*m)
0,01
4
0,1
0,0098
0,02
6
0,1
0,0196
0,03
9
0,1
0,0294
0,04
11
0,1
0,0392
0,05
12,5
0,1
0,049
0,06
15
0,10,0588
0,07
17
0,1
0,0686
0,08
19
0,1
0,0784
0,09
22
0,1
0,0882
0,1
24
0,1
0,098
0,11
26
0,1
0,1078
0,12
28
0,1
0,1176
0,13
30
0,1
0,1274
0,14
32
0,1
0,1372
0,15
34
0,1
0,147
Tabla 3

Cálculos procedimiento experimental.
Conversiones utilizadas
1kg = 1000 gr
1m = 100 cm
1 rev = 2 π rad
1min = 60 segs
Dimensionales
Newton = Kg * m/ S2
Watts = J/sJoule = N*m
Pascal = N / S2
Formulas
Peso = M * g
Torque = Par motor = Radio * Fuerza
Potencia Mecánica = par motor * Velocidad Angular (ω)
Constantes
Gravedad = 9.81 m/s2
Densidad del agua = 1000 Kg/m3
Vueltas
Área boquilla (m²)
3,5
6.2 X10-5
3
5.5 X10-5
2,5
4.8 X10-5
2
4.0 X10-5
1,5
3.0 X10-5
1
1.9 X10-5
0,5
7.3 X10-6
0
0
Datos Brindados

Tabla 4.

Pruebascon Fricción Baja
Prueba con Fricción Baja

Vueltas
Presión (Kg/cm2)
Presión (Pa)
Angulo (°)
ω (rpm)
ω (rad/s)
Masa (kg) según Ec.1
3,5
0,24
23544
8
864
90,48
0,0272
3
0,24
23544
7
900
94,25
0,0226
2,5
0,26
25506
8
960
100,53
0,0272
2
0,29
28449
8
1015
106,29
0,0272
1,5
0,34
33354
8
1070
112,05
0,0272
1
0,42
41202
7
1160
121,47
0,0226
0,5
0,549050
8
1230
128,81
0,0272
Fuerza (N)
Torque (N*m)
Potencia Sal. (W)
Vel. Tangencial (m/s)
Flujo másico (m)
Potencia Entrada (W)
Eficiencia
0,2668
0,0267
23,054
9,05
0,56
22,96
1,00
0,2217
0,0222
19,954
9,42
0,52
23,02
0,87
0,2668
0,0267
25,616
10,05
0,48
24,38
1,05
0,2668
0,0267
27,083
10,63
0,43
24,02
1,13
0,2668
0,0267
28,551
11,21
0,34
21,10
1,35...