Eficiciencia En Turbina Pelton.docx

EFICIENCIA DE UNA TURBINA PELTON

Integrantes: Angie Katherine Sosa Cuevas Lilibeth Viloria Sierra Andrea Camila Salinas Niño

Mecánica de fluidos e hidráulica Carlos Arturo Grattz Cardozo

Facultad de ingeniería Ingeniería ambiental Universidad Libre – Bogotá D.C 26 de febrero del 2016

INTRODUCCION La práctica se centra acerca del funcionamiento de una turbina Peltón, para la realización del laboratorio se utilizó el banco hidráulico que tiene el laboratorio, la medición de cada uno de los componentes como las fuerzas, intervalos de tiempo y RVP se hicieron con el fin de analizar el comportamiento de las magnitudes físicas de la turbina. La turbina Peltón es la más utilizada por razones hidrodinámicos, su sencillez de construcción, y elevada eficiencia, están diseñadas para explotar grandes saltos hidráulicos de bajo caudal además tiene la peculiaridad de aprovechar solamente la energía cinética del fluido, pues no existe gradiente de presión entre la entrada y la salida de la máquina.

OBJETIVOS  

Entender el funcionamiento básico y los principios de operación de una turbina pelton. Determinar los valores de potencia de la turbina de pelton, frente a diferentes magnitudes físicas.

MARCO TEORICO TURBINA PELTON La turbina PELTON debe ssu nombre al ingeniero norteamericano Lester Allen Pelton (1829-1908), quien en busca de oro en California concibió la idea de una rueda con cucharas periféricas que aprovecharan la energía cinética del agua que venía de una tubería y actuaba tangencialmente sobre la rueda. Las turbinas Pelton como turbinas de acción o impulso están constituidas por la tubería forzada, el distribuidor y el rodete, ya que carecen tanto de caja espiral como de tubo de aspiración o descarga. Dado que son turbinas diseñadas para operar a altos valores de H la tubería forzada suele ser bastante larga, por lo que se debe diseñar con suficiente diámetro como para que no se produzca excesiva pérdida de carga del fluido entre el embalse y el distribuidor.

RODETE El rodete de una turbina Pelton es una rueda con álabes en forma de cucharas o cangilones, con un diseño característico, situados en su perímetro exterior. Sobre estas cucharas es sobre las que incide el chorro del inyector, de tal forma que el choque del chorro se produce en dirección tangencial al rodete, para maximizar la potencia de propulsión (Pt).Las dimensiones de las cucharas, y su número, dependen del diámetro del chorro que incide sobre ellas.

CLASIFICACION Las turbinas pelton se clasifican generalmente por la posición del eje que mueven, por lo tanto existen dos clasificaciones: eje horizontal y vertical. 

DISPOSICIÓN VERTICAL En esta disposición solo se pueden instalar turbinas de uno o dos chorros como máximo, debido a la complicada instalación y mantenimiento de los inyectores. Sin embargo, en esta posición, la inspección de la rueda en general es más sencilla, por lo que las reparaciones o desgastes se pueden solucionar sin necesidad de desmontar la turbina.

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DISPOSICIÓN VERTICAL: En esta posición se facilita la colocación de alimentación en un plano horizontal y con esto es posible aumentar el número de chorros sin aumentar el caudal y tener mayor potencia por unidad. Se debe hacer referencia que en la disposición vertical, se hace más difícil y, por ende, más caro su mantenimiento, lo cual nos lleva a que esta posición es más conveniente para aquellos lugares en donde se tengan aguas limpias y que no produzcan gran efecto abrasivo sobre los álabes.

Rendimiento o eficiencia de una turbina se define como el cociente entre la energía producida por la misma y la energía disponible, es por ello que el conocimiento del rendimiento de una central hidroeléctrica, dotada con uno o varios grupos turbina-alternador, se traduce en una mejor explotación de la misma mediante la optimización del aprovechamiento del agua disponible, adicionalmente sirve para realizar un seguimiento del estado de la unidad, cuyo desgaste y deterioro se traduce en una pérdida de rendimiento de la instalación

Donde Pa= potencia en barras del alternador, en kW; δa= pérdidas del alternador, en kW; δv= pérdidas en volantes de inercia, en kW; δc= pérdidas en cojinetes, en kW; δg= pérdidas en engranajes, en kW. ρ= densidad del agua, en kg.m-3; g= aceleración local de la gravedad, en m.s-2; Qt= caudal turbinado, en m3.s-1; Hn= salto neto, en m.

TABLA DE DATOS

TIEMPO (S) VOLUMEN (L) 7,65 4,415 3,44 3,615 3,64 3,01 3,34

No 1 2 3 4 5 6 7

CAUDAL 0,130718954 0,226500566 0,290697674 0,276625173 0,274725275 0,332225914 0,299401198

1 1 1 1 1 1 1

DATOS PRESION FUERZA 1 FUERZA 2 (Pa) (N) (N) REVOLUCIONES (S) 20000 4,8 0,3 9324 30000 4,8 0,3 14700 50000 4,8 0,3 49236 60000 4,8 0,3 66480 70000 4,8 0,3 73920 80000 4,8 0,3 83700 90000 4,8 0,3 89280

TORQUE 0,1215 0,1215 0,1215 0,1215 0,1215 0,1215 0,1215

POTENCIA 71328,6 64900,5 169371,84 240325,2 269068,8 251937 298195,2

Ht 2,04 3,06 5,10 6,12 7,14 8,16 9,18

EFICIENCIA 0,433321245 0,262847025 0,411573571 0,48665853 0,46702656 0,382629319 0,40256352