turbinas hidráulicas

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N = γ Q Hn η 75 = η = ηvol ηmec ηman = 1 x 0,88 x 0,8653 = 0,7614 = 1000 x 0,4548 x 277,3 x 0,7614 = 75 = 1280 CV = 0,94 MW ***************************************************************************************** 6.- Una turbina hidráulica funcionando con un caudal de 9,1 m3/seg y salto neto de 100 m, gira a 500 rpm. Los triángulos de velocidades se han proyectado para que el rendimiento manométrico sea óptimo. La potencia al freno es de 9000 CV, con un rendimiento mecánico del 0,987. Determinar a) El grado de reacción b) Rendimiento global, manométrico y volumétrico c) El caudal que sale por el aspirador difusor d) Diámetros de entrada y salida del rodete; anchuras del rodete _________________________________________________________________________________________ RESOLUCIÓN Tipo de turbina; nº de revoluciones específico: ns = n N = 500 9000 = 150 (Francis normal) 5/4 a) Grado de reacción: σ = 1 - (ϕ 1 2 - ϕ 2 2 ) = 1 - (0,67 2 - 0,21 2 ) = 0,595 Hn 100 5/4 Dimensiones del distribuidor b1 y D1, ángulo de ataque α1 y coeficientes óptimos de velocidad ϕ1 y ϕ2 para <strong>turbinas</strong> Francis en función de ns Se obtiene: ϕ1 = 0,67 ; ϕ2 = 0,21 ; α1 = 24º ϕ 2 2 = El valor de ϕ2 se podía haber obtenido, también, en la forma: c 2 2 2 g H n = 5,57.10 -5 n s 4 / 3 ⇒ ϕ 2 = 7,465.10 -3 ns 2 / 3 = 0,007465 x 150 2 / 3 = 0,21 b) Rendimiento global, manométrico y volumétrico Rendimiento global η Potencia al freno: N (CV) = γ Q Hn η ; 9000 CV = 75 ηman ( α 2 =90º) = c1 u1 cos α1 g H n η = η vol η man η mec ⇒ η vol = = 1000 x 9,1 x 100 η 75 c1 = ϕ1 2 g H n = 0,67 2 g x 100 = 29,66 m/seg Para: n s = 150 ⇒ ξ1 = 0,7 u 1 = ξ 1 2 g H n = 0,7 2 g x 100 = 31 m/seg η η man η mec = 0,7417 0,857 x 0,987 = 0,877 P.Turbinas Hidráulicas.-7 ; η = 0,7417 = 74,17% = 0,857 = 85,7%
Comprobación de η: De la relación entre u2 y ns, se obtiene: n = 0,2738 ns Hn 3/4 Q η ⇒ η = {0,2738 ns Hn 3/4 } n 2 { = Q 0,2738 x 150 x 1003/4 500 9,1 } 2 = 0,7414 (l.q.c) c) Caudal que sale por el aspirador difusor: Qsalida = ηvol Q = 0,877 x 9,1 = 7,98 m3 seg d) Diámetros de entrada y salida del rodete y anchura del rodete Diámetro a la entrada n = 84,55 ξ1 D1 b1 D1 Hn ; D1 = 84,55 ξ1 Hn n Anchura del rodete a la entrada: = 84,55 x 0,7 x 100 500 = 0,2 ; b1 = 0,2 D1 = 0,2 x 1,1837 m = 0,2367 m Diámetro a la salida D2: u 2 = ξ 2 2 g H n = D 2 π n ⎫ ⎪ 2 30 ⎬ u 2 = ξ 2 2 g H n = 0,61 2 g x 100 = 27 m/seg ⎪ ⎭ ⇒ D 2 = 60 x 27 500 π = 1,1837 m = 1,031 m ***************************************************************************************** 7.- Dada una turbina Francis de características: Q = 3 m 3/seg, Hn = 200 m y ns < 115, conectada a un alternador de 50 ciclos/seg; η = 0,85 Determinar a) Potencia b) Elección de la velocidad rpm, sabiendo que ns< 115 c) Dimensiones del rodete y del distribuidor _________________________________________________________________________________________ RESOLUCIÓN a) Potencia: N = γ Q Hn η = 75 1000 x 3 x 200 x 0,85 75 b) Elección de la velocidad rpm ns = = 6800 CV n N = n 6800 5/4 2005/4 = 0,10964 n < 115 ⇒ n < 115 0,10964 Hn ; n < 1050 rpm Para Z = 3 pares de polos ⇒ n = Z n = 3000 3000 = 1000 rpm 3 Para Z = 4 pares de polos ⇒ n = 3000 = 750 rpm 4 Por seguridad se tomará: Z = 4 ⇒ n = 750 rpm ; ns = 0,10964 x 750 = 82,23, Francis lenta c) Dimensiones del rodete y del distribuidor Para ns = 81,5 rpm, se obtiene: ξ1 = 0,65 ; ξ 2 = 0,43 ; b1 ⎧ ⎨ ⎩ D 1 = 0,115 P.Turbinas Hidráulicas.-8 ⎫ ⎬ ⎭
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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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Para: Cámaras espirales metálicas
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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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