turbinas hidráulicas

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del grupo en el tiempo t comprendido dentro del intervalo t0 es: Tm - Tr = I (w2 - w 0 2 ) 2 siendo w0 la velocidad angular del grupo en el origen de tiempos del régimen estacionario y w su velocidad angular al cabo del tiempo t. Analizando el diagrama inferior se observa que los trabajos motor y resistente así definidos son rectángulos de superficies respectivas: Tm = Nmáx t Tr = Nr t que son iguales ya que, Nmáx= Nr y el intervalo de tiempo t considerado es común, por lo que al ser: Tm = Tr ⇒ I ( w2 − w 0 2 ) 2 = 0 ⇒ w = w0 y mientras no varíe el régimen, la velocidad w se mantendrá constantemente igual a la inicial w0. RÉGIMEN TRANSITORIO.- Si se produce una descarga brusca parcial en el grupo, Fig VI.7, la potencia resistente descenderá rápidamente desde el valor, Nr= Nmáx hasta el valor Nr’< Nr es decir: ΔN = Nr - Nr' = Nmáx - Nr' En esta situación, si la potencia desarrollada por la turbina siguiese invariable e igual a la máxima Nm = Nmáx al aplicar al grupo la ecuación del movimiento de los rotores, en el intervalo comprendido t0 y t’, se tendrá: Tm - Tr' = I (w ′2 - w 0 2 ) 2 siendo: w’ la velocidad angular en t’ Tr' el trabajo resistente desarrollado por el alternador en el intervalo t’- t0 Tm el trabajo motor desarrollado por la turbina en el mismo intervalo de tiempo Fig VI.7 VI.-122
Los trabajos motor y resistente se miden por el área de los rectángulos de valores respectivos: Tm = Nmá x(t'- t0 ) ; Tr'= N r' (t'- t0 ) y como en esta situación se sabe que Nr’< Nmáx resulta que si se considera una descarga brusca, la potencia motora permanecerá invariable e igual a la máxima Nmáx, lo que implica que el trabajo motor desarrollado en un intervalo cualquiera será siempre mayor que el trabajo resistente desarrollado en el mismo tiempo, y así constante e indefinidamente se verificará que Tm > Tr’: Tm - Tr = K > 0 que dice que cuando se produce una descarga brusca, si la potencia motor permanece invariable e igual a su valor máximo Nm= Nmáx el valor de K ademas de positivo, es creciente con el tiempo en el intervalo (t’ - t0) y como: Tm - Tr' = I (w ′2 - w 0 2 ) 2 ; I (w ′2 - w 0 2 ) 2 - K > 0 al ser el trabajo motor superior al resistente, la velocidad angular w’ crecerá constantemente, acelerán- dose el grupo, prácticamente hasta su velocidad de embalamiento. En efecto, al crecer las resistencias pasivas con la velocidad del grupo, así como originarse por la velocidad creciente otras resistencias propias del modo de funcionamiento de la turbina, tal como sucede, por ejemplo, en las <strong>turbinas</strong> <strong>hidráulicas</strong> en las que cuando se alcanza la velocidad de embalamiento, la reacción del agua sobre los álabes la frena porque se opone al sentido de giro apareciendo unos pares que, junto con el par resistente, llegan a equilibrar el par motor, estableciéndose un nuevo régimen de funcionamiento a la velocidad wemb de embalamiento que, por otra parte, dada su magnitud, es inadmisi- ble a efectos de seguridad del grupo en cuestión. Observando la ecuación del movimiento se deduce que para el caso de una descarga brusca, el volante por sí solo no puede evitar ni la aceleración del grupo, ni por lo tanto, su embalamiento, ya que por muy grande que sea su momento de inercia I, no se puede evitar el crecimiento de la velocidad angular w’, por cuanto la diferencia entre los trabajos motor y resistente desarrollados por el grupo, además de ser positiva, crece en el transcurso del tiempo, y es aquí precisamente donde se hace patente la necesi- dad de un regulador de velocidad que actúe sobre la admisión del fluido motor al producirse la descarga y reduzca la potencia motor del grupo igualándola a la nueva potencia resistente, llegándose así, en un pe- ríodo de tiempo prudencial, el de su actuación, a un nuevo estado de equilibrio dinámico, en el que la nueva velocidad del grupo, constante, aunque no sea la primitiva w0, será otra que difiera muy poco de ella, y que estará dentro del límite de irregularidad admisible impuesto por las características exigidas al funcionamiento y a las condiciones de seguridad del grupo. Si el grupo está dotado de volante y de regulador de velocidad y se produce una descarga brusca, Fig VI.8, desde Nr = Nmáx hasta Nr’< Nr, inmediatamente después de la descarga se tendrán una potencia motor y una potencia resistente, de la forma: Nr = Nmáx Nr' < Nmáx VI.-123
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DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRIC
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