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

Sin lb; capaeidad de variar el gngulo de las helices,
es evidente que (37) no puede satisfacerse l:ompletamente
con flujo par&l. Esta es la diferencia entre la
eficiencia partial de fuerza de una h&lice fija y 10s
tipos Francis, y el disefio Kaplan totalmente
ajustable.
La eficiencia hidraulica se define coma la caida
+n&+o C-v”. .d 2 t,rav& de] rotor $,vidido par 1% cai&
disponible. Utilizando la ecuacion Euler, 5:
(38)
U’V’ cos a, -u2”2 cos a2
‘1H = ; = -
. . CM
Con las definiciones siguientes
(40)
V2 = C2 v2gH
(41) ul = + d2gH
C es aniiloga a C, en la
rueda Pelton
1
Optimum hydraulic efficiency would occur
when a2 is equal to n/2. However, overall efficien-
cy of the turbines dependent on the optimum
performance of the draft tube which occurs with
a little whirl in the flow. Thus, best overall effi-
ciency occurs with a2 = 85” for low specific
speed Francis turbines to 42 = 75” at high
(43) t)H = 2QCj cos a,
With ~~ in the range of IO” to 25” and Cl m
0.6, the speed of coefficient, +.is approximately
0.8 compared with a little less than 0.5 for an impulse
turbine. Note also that Cy g 0.6 implies
that only 40 per cent of the available head is converted
to velocity head at the turbine inlet compared
with 100 per cent for the impulse wheel.
Note also that Eq. (43) is consistent with an impulse
wheel’s performance where Cl and cos al
are approximately
is of order 0.5.
unity and the speed coefficient
The rationale for optimum specific speed in a
la eficiencia hidraulica puede formularse en terminos
de coeficientes no dimensionales
reaction turbine is more complex since there are
more variables. For a radiai flow machine (refer
to Fig. 3), a somewhat simple expression can be
(42)
“a
‘1H = 24~~ ~3s al -2
“1
c2 cos a2)
derived. The radial inflow is
(44) VR= Cl sin al d2gH
La eficiencia hidraulica optima ocurritia cuando a2
es igual a n/:2. Sin embargo, la eficiencia general de
la turbina depende de1 desempeno optima de la
galeria de suction que ocurre con un pequefio
remolino en el flujo. Asi, pues, la mejor eficiencia
general ocurre con ti2 = 85” para las turbinas
Simil’arly, the flow rate, speed, and power is
(45) Q = VPAc = (2.1 sin al G fbrrD2 i
1
24 d&i7
(46) VJ = D
I
Francis de baja velocidad especifica a ag = 75” con (47) P = qegQH
una alta velocidad especifica. La eficiencia hidraulica where fb is percentage of open space in the inlet
es aproximadamente passages. Combining Eqs. (45) through (47) yields
an expression for specific speed
(43) tlH = 24cl cos al
Con al en la ga.ma de 10 a 25” y C m 0,6, la
velocidad de1 coeficiente, 4, es de 0,8, aproximada-
mente, en comparacion con algo menos de 0,5 para la
turbina de impulsos. Adviertase tambien que Cl s
0,6 implica que solo 40 por ciento de la caida disponi-
ble se convierte a velocidad de la caida en la entrada
de la turbina en comparacion con 100 por ciento para
la rueda de impulsos. Adviertase tambien que la
Ecuacion (45) concuerda con el disempeno de la
rueda de impulsos donde Cl y cos ai son aproxima-
damente la unidad y el coeficiente de velocidad es de1
orden de 0,5.
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(48) N, = $I4 (2X?jfbC1 Sin al g )1’2 4
or approximately
(49) N, = 5.5 (Cl sin al i )A@ 4
Using standardized design charts for Francis tur-
bines,4 Ns is normally found to be in the range
0.3 to 2.5 (58 to 480 in metric units).
Cavitation
Cavitation can be defined as the form-
ation of the vapor phase in a flow when the