Small Decentralized Hydropower Program National ... - Cd3wd.com

cavitaci6n se basan en una caida neta de aspiracidn
positiva de una atm6sfera.
Se ve facilmente que la tecnologia estindar puede
utilizarse en la mayorfa de las aplicaciones de las pequefias
y micro centrales hidroelectricas, con excepcidn
de las turbinas mayores de baja caida. La figura
12 es una muestra de lo que se dispone en el mercado.
Es evidente que ya se esta fabricando una
amplia gama de equip0 y que 10s diseiios utilizados
son optimizados para mantenerse a la altura de 10s
tiltimos adelantos de la tecnologia de las hidroturbinas.
E&a figura contiene informacidn que
estuvo al alcance de1 autor en la fecha en que
escribio este informe. No deben’a considerarse coma
una description precisa de toda la linea de productos
de la totalidad de 10s fabricantes. Debido al posible
inter&, se ha de incluir tambien el desempeno proye&do
de una linea de bombas Ingersoll-Rand que
funcionan coma turbinas.
De ordinario, no se dispone de datos precisos sobre
el desempeno para 10s tamafios mas pequefios. En
realidad, las pruebas con modelos no se realizan
generalmente con las turbinas mbs pequeiias de unos
5-lo MW. A titulo de ilustracion, consideren una turbina
de 500 rpm, de 15 MW, que opera en su punto
de diseiio con una eficiencia de 92 por cientc bajo
una caida de 100m. El mismo diseno podtia reducirse
en escala h&a 500 kW a 1200 rpm y una caida de
50m. Puesto que su especificidad es constante, el
tamano, la velocidad. y la caida variaran conforme a
la formula
E-l1 n12D12
-=
H2 n$D$
Asi, DllD2 = 5.88. El cambio en la eficiencia
puede pronosticarse utilizando la ecuacion Mooney a
la inversa (ecuacion Mooney descendente, se podtia
decir):
2-72 D1 115
-= / - \
171 D2
\ I
o ‘72 = 88,5%. Descendiendo en escala alcanzar
tamanos menores se obtendn’an reducciones m&s
espectaculares en la eficiencia. Esto ocurre solo para
las turbinas de reaction en las que las perdidas pro
escape y friccidn son desproporcionadamente m&s
elevadas en 10s tamtios mas pequefios.
La formula Mooney no es aplicable a las ruedas de
impulsos. Debido a la naturaleza de su diseno, las
turhir~as de impulsos tienden a retener su eficiencia a
medida que se las reduce en escala. Esta es una con-
sideracion importante al seleccionar entre unit pe-
head. The same design could be scaled down to
500 kW at 1200 rpm and 50 m head. Since the
specific is constant, the size, speed, and head
will vary according to
Hl
-=
n12D12
H2 n&I22
Thus D1/D2 = 5.88. The change in efficiency
can be predicted by using the Mooney step-up
equation in reverse (2 Mooney step-down equation,
if you will):
272
-=
l-rll 0
115
-
Dl
D2
or ~2 = 88.5%. Scaling down to smaller sizes
would show even more dramatic reductions in efficiency.
This is true only for reaction turbines in
which leakage and frictional losses are
disproportionately higher in the smaller sizes.
The Mooney formula is not applicable to impulse
wheels. By the nature of their design, impulse
turbines tend to retain their efficiency as
they are scaled down in size. This is an important
consideration when choosing between 2 small
reaction turbine and 2 small impulse turbine.
Perfcmnance Characteristics
Impulse Wheels. Typical types of impulse
wheels are illustrated in Figs. 7 2nd 8. A typical
installation is presented in Fig. 13. The optimization
of 2 given installation is 2 two step process.
First, the power available in the jet is optimized;
134
(27)
Vj2
Pj = YQ 2s =
Vj3
Yndj2 q
The power available will vary with dj and the
penstock arrangement since losses in the
penstock increase with Q and reduce the value of
Vj. A typical variation of Pj with dj is plotted in
Fig. 13.
Of the head available at the nozzle inlet, 2
sma!l portion is iost to friction in the nozzle 2nd
to friction on the buckets. The rest is available to
drive the wheel. The actual utilization of this
head depends on the velocity head of the flow
leaving the turbine 2nd the setting above
tailwater. Optimum conditions corresponding to
maximum utilization of the head available dictate