turbinas hidráulicas

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I = 2 π γ ( D g Ω 2 + x)3 dΩ = ∫ 2 π γ D3 {Ω g 8 + 3 D 2 ∫Ω x2dΩ + en la que por la simetría del volante, son cero las integrales: I = π γ Ω D3 4 g {1 + 12 Ω D 2 ∫Ω x 2 dΩ} = Radio de giro 1 Ω ∫Ω x 2dΩ = r2 giro 3 D2 4 ∫Ω x dΩ + ∫Ω x 3 dΩ} ∫Ω x dΩ = ∫Ω x3 dΩ = 0, resultando: = π γ Ω D3 4 g {1 + 12 ( rgiro D )2 } Como las dimensiones de la sección diametral de la llanta son siempre muy pequeñas con relación a su diámetro medio, el radio de giro es despreciable respecto a D, y teniendo en cuenta que el peso de la llanta es, P = π γ Ω D, resulta: I = π γ Ω D 4 g D2 = P D2 4 g = F 4 g = P r2 g = M r2 siendo: F = P D2, el factor de inercia del volante; r, el radio de inercia ; M, la masa del volante Cualquier rotor, (turbina, alternador, volante, etc), viene caracterizado por su factor de inercia. Para cumplir determinadas condiciones de regulación, el factor F debe tener un valor mínimo, que en muchos casos es suficiente sumando el correspondiente a la turbina y al alternador, sin necesidad de volante, mientras que en otros puede que no sea suficiente, por lo que habrá que incluir un volante cuyo PD2 complemente el del grupo. Si para unas condiciones de regulación determinadas se exige un factor de inercia F, siendo Fgrupo el factor de inercia del grupo turbina-alternador, si (Fgrupo < F) habrá que compensarlos colocando en el eje de dicho grupo un volante cuyo factor de inercia sea la diferencia, Fvol = F - Fgrupo, es decir, la expresión (Fvol = P D2) permite determinar el peso de la llanta y el diámetro medio del volante, aunque el valor de D venga restringido de forma que no pueda sobrepasar un límite superior, motivado por las tensiones in- ternas que sufriría la llanta por la acción de la fuerza centrífuga. Para calcular un volante de factor de inercia Fvol hay que determinar, de acuerdo con las caracterís- ticas mecánicas del material, la velocidad tangencial máxima admisible umáx. Para ello consideraremos una fracción de llanta comprendida entre dos secciones que forman un ángulo dα. Ambas secciones Ω están sometidas a dos fuerzas iguales Ft que equilibran la fuerza centrífuga dFcent., Fig VI.5, que es de la forma: dFcent = M u2 R = γ Ω ds g u2 R = ds = R dα = γ Ω g u2 dα El equilibrio de las fuerzas Ft y dFcent exige que: dFcent = 2 Ft sen dα 2 = Ft dα ⇒ γ Ω g u2 dα = Ft dα ⇒ y teniendo en cuenta el coeficiente σtracción de tracción del material VI.-120 γ Ω g u2 = Ft
σ tracci ón = Ft Ω = γ u 2 máx g ⇒ u máx = g σ tracción γ Para un número n de revoluciones por minuto del grupo, la velocidad tangencial no puede sobrepasar la velocidad límite umáx, deduciéndose el máximo diámetro medio D a adoptar: π n D u = 60 ; u ≤ u má x ; Dmáx = 60 u má x π n ; D ≤ D máx Fijado el diámetro D dentro de los límites anteriores y conocido el valor de F, el peso P de la llanta es: F P ≤ D2 y la sección diametral Ω de la misma, mediante el Teorema de Guldin: P = π γ Ω D ; Ω = P π γ D VI.3.- FUNCIÓN DEL VOLANTE DURANTE LAS VARIACIONES DE CARGA En las máquinas rotativas que accionan generadores eléctricos, funcionando con una determinada apertura del distribuidor, o con un ángulo determinado de los álabes como en las Kaplan Bulbo o Stra- flow, los pares motor Cm y resistente Cr son constantes en cada revolución, por lo que la ecuación del movimiento en los rotores indica que éste será uniforme siempre que (Cm = Cr) por lo que la aceleración angular (dw/dt = 0) y la velocidad angular w constante, deduciéndose de éllo que la potencia motor es continuamente igual a la potencia resistente, manteniéndose entre ambas un valor constante durante la rotación uniforme del grupo. En las máquinas rotativas no existen irregularidades cíclicas, ya que el movimiento se mantiene uniforme mediante la continua igualdad de pares y potencias, funcionando en combinación con el regulador de velocidad, frenándolas o acelerándolas, por lo que sus oscilaciones de velocidad se atenúan en los cambios de régimen. RÉGIMEN ESTACIONARIO.- Si se supone un grupo constituido por una turbina y un alternador, que gira a un número de revoluciones n constante, el funcionamiento en régimen estacionario implica en todo instante que la potencia motor es igual a la potencia resistente, Nm = Nr . El diagrama representado Fig VI.6 en la Fig VI.6, tiene de ordenadas las potencias Nm y Nr y de abscisas los tiempos t; la representación de estas potencias viene dada por dos rectas superpuestas paralelas al eje de tiempos. Cuando la turbina desarrolla la potencia máxima (nominal) Nm = N máx ⇒ N r = N máx el régimen de funcionamiento viene representado por una paralela al eje de tiempos, de ordenada (n = n0). Si el régimen estacionario se mantiene durante un intervalo de tiempo t0 la ecuación del movimiento VI.-121
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DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRIC
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Dinámicas o cinéticas, Turbinas y
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hs’ es la pérdida de carga a la
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H = Hs + 0 + c 2 2 2 g + H ef + h t
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En la turbina de reacción la poten
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II.- SALTO NETO, SEMEJANZA Y COLINA
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Fig II.3.- Nomenclatura utilizada e
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CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LAS TURB
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Para reducir las pérdidas a la sal
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ordenadas, dispuestas casi simétri
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En estas turbinas, para unos mismos
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Fig IV.12.- Dimensiones de rodetes
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Para: Cámaras espirales metálicas
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En realidad, la forma de las direct
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