turbinas hidráulicas

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_________________________________________________________________________________________ RESOLUCIÓN a) Nuevas características de la turbina para un salto neto de 115 m, conservando la misma admisión N = γ Q N n η 75 ns = n n' = Q Q' = = 1000 (kg/m 3 ) x 0,042 (m 3 /seg) x 190 m x 0,825 75 n N 1450 87,78 = 5/4 Hn Hn Hn ' Hn Hn ' 190 5/4 ; n' = n ; Q' = Q Nueva potencia: H n H n ' = 19,25 (Pelton simple) Hn ' Hn Hn ' Hn = 1450 = 42 115 190 115 190 = N 3 ⇒ N' = N ( N' H n ' H n = 1128,1 r.p.m. = 32,67 lit seg = 87,78 CV ) 3 = 87,78 ( 115 190 )3/2 = 41,33 CV b) Nuevas características de una turbina semejante, geométricamente 3 veces más pequeña, que trabaje con el mismo salto de 190 m. Se tiene el mismo salto, con λ = 3 H n H n ' = 1 = λ n n' 1 = 1 λ 2/3 Q´ = Q = 42 2 9 λ = 1 Q 2 λ Q' = 1 ( N 2/3 λ N' )1/3 ( N N´ )1/3 ; ( N N´ )1/3 = λ 2/3 ; N N´ = λ2 ; N´ = N = 88 2 9 λ = 4,66 lit seg n´ = n λ = 1450 x 3 = 4350 r.p.m. c) Para Z inyectores Pelton n = n' 1 λ Hn Hn ' 2 Hn ; Q = Z Q' λ Hn ' ; N = Z N' λ 2 ( Hn = 9,77 CV ) Hn ' Hn ' )3/2 ; C = Z C' λ 3 ( Hn *********************************************************************************** 4.- Una turbina Pelton se elige para mover un alternador de 5 pares de polos en acoplamiento directo. El chorro de agua tiene un diámetro de 70 mm y una velocidad de 100 m/seg. El ángulo de la cuchara es de 170º; la relación de la velocidad tangencial del álabe a la velocidad del chorro es 0,47. Los coeficientes de reducción de velocidad: ϕ1 = 1 y ψ = 0,85. Determinar a) Los triángulos de velocidades b) El diámetro de la rueda en el centro de las cazoletas c) La potencia desarrollada por la turbina y el par motor d) La alturas neta y efectiva del salto, rendimiento manométrico, rendimiento manométrico máximo y nº de revoluciones específico e) Caudal, potencia, par motor y nº de rpm de una turbina geométricamente semejante a la anterior, con relación de semejanza λ = 2, funcionando con el mismo salto f) Caudal, potencia, par motor y nº de rpm de una turbina geométricamente semejante a la anterior, con relación de semejanza λ = 2, funcionando con un salto de 1000 m g) Caudal, potencia, par motor y nº de rpm, λ =1, para una turbina que tiene 4 inyectores de 50 mm de diámetro, con c1 = 100 m/seg, funcionando con el salto del apartado (d) h) Caudal, potencia, par motor y nº de rpm, λ =1, para una turbina que tiene 4 inyectores de 50 mm de diámetro, con c1 = 100 m/seg, funcionando con un salto de 1000 m _________________________________________________________________________________________ RESOLUCIÓN P.Turbinas Hidráulicas.-3
a) Triángulos de velocidades Salida Entrada: w2 sen β2 = c2 senα2 ; sen α2 = w2 sen β2 c2 ⎧ c1 = 100 m/seg ⎨ u1/c1 = 0,47 ; u1 = 0,47 x 100 = 47 m/seg ⎩ w1 = c1 - u1 = 100 - 47 = 53 m/seg ⎧ ⎪ u 2 = u1 = 47 m/seg Salida: ⎨ w 2 = ψ w1 = 0,85 x 53 = 45,05 m/seg ⎪ 2 2 ⎩ c 2 = u2 + w 2 - 2 u2w 2 cos β 2 = = 45,05 x sen 10º = 47 2 + 45,05 2 - (2 x 47 x 45,05 cos 10º) = 8,25 m/seg 8,25 = 0,948 ; α2 = 71,48º b) Diámetro de la rueda en el centro de las cazoletas: Este diámetro es el diámetro Pelton u = D w = D π n ; D = 60 u 2 2 30 π n = n = 3000 = 600 rpm 5 = u = 47 m/seg 60 x 47 = 1,496 m 600 π c) Potencia desarrollada por la turbina (potencia efectiva), y par motor (ηmec = 1): γ Q Nef = Fx u = g (w1 w1 cos β1 = w1 = 53 (m/seg) π x 0,072 cos β 1 - w 2 cos β 2 ) u = Q = c1 Ω = 100 = 0,3848 (m 4 3 /seg) w 2 cos β 2 = 45,05 cos10º= 44,36 (m/seg) Como (ηmec = 1) , Nefe = N ⇒ C = N w d) Saltos neto y efectivo c 1 = ϕ 1 2 g H n ; H n = c 1 2 2 g ϕ 1 2 Salto efectivo : Hefect = Nefect γ Q = Rendimiento manométrico: ηman = u1 (c1 cos α1 - c2 cos α2) g Hn ηman = Hefect Hn = Nefect γ Qd Hn = = 1000 x 0,3848 = 30 N n π 1002 = 2 g 12 = 510,2 m 179.680 1000 x 0,3848 = 47 m seg 179.680 1000 x 0,3848 x 510,2 9,8 = 30 x 179680 (Kgm/seg) 600 π (1/seg) = 466,95 m (100 - 8,25 cos 71,48) g x 510,2 = 91,53% (53 + 44,36) x 47 = 179680 Kgm seg = 2859,7(m.kg) = 0,9153 = 91,53% Rendimiento manométrico máximo: ηman máx = 2 ϕ1 2 cos α1 u1 = 2 x 1 c1 2 x cos 0 x 0,47 = 0,94 = 94% Nº de revoluciones específico: ns = n N 600 2395,7 = 5/4 510, 25/4 = 12,11 rpm Hn = = 2395,7 CV e) Caudal, potencia, par motor y nº de rpm de una turbina geométricamente semejante a la anterior, con relación de semejanza λ = 2, funcionando con el mismo salto: Q Q' = λ2 H n H n' N N' = λ2 ( H n H n' = λ 2 1000 510,2 = λ2 x 1,4 ⇒ Q = 2 2 Q' x 1,4 = 2 2 x 0,3848 x 1,4 = 2,1548 m 3 /seg ) 3 = λ 2 ⇒ N = λ 2 N' = 2 2 x 2395,7 = 9583,2 CV P.Turbinas Hidráulicas.-4
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DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRIC
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Dinámicas o cinéticas, Turbinas y
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a) Axiales ; b) Radiales {centrípe
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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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II.- SALTO NETO, SEMEJANZA Y COLINA
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CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LAS TURB
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ordenadas, dispuestas casi simétri
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) Si la turbina funciona a potencia
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En estas turbinas, para unos mismos
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Para: Cámaras espirales metálicas
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En realidad, la forma de las direct
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Hefec ' - Hefec = patm - p2 γ en l
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patm = 10,33 m HELICE y KAPLAN 0 pa
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Cuando Hs sea el máximo posible, e
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Las líneas de corriente ψ en un m
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se una nueva posición de equilibri
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La ecuación fundamental de las tur
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