turbinas hidráulicas

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En el rodete: hr = m Pérdidas de carga: 2 2 g = m2 λ2 1 Hn En el difusor: hs = s2 c2 2 2 g = s2 ⎧ ⎪ ⎨ ϕ2 2 Hn ⎩ ⎪ en las que s y m son coeficientes numéricos medios (s = 0,7; m = 0,25), y como relación de partida en el diseño de <strong>turbinas</strong> Francis. Relación entre u2 y ns , Fig IV.11; se parte de la expresión: u2 = ξ2 2 g Hn = D2 2 despeja el valor de ξ2 = 0,0118 n D 2 Hn ξ2 w 1 2 = D2 = 4,375 Q 3 n = 0,0517 = u2 = 0,0965 H n ns 2 3 η Para η = 0,85, resulta: 3 Q n2 ns = n N H5/4 n = N = 13,33 Q H 3,65 n Q η n η = H3/4 n n = 0,2738 ns Hn 3/4 Q η ⇒ Q n2 = 0,075 ns 2 Hn 3/2 η ξ2 = 0,023 ns 2/3 = u 2 Hn 2 g H n la que, experimentalmente, obtuvieron Voetsch y Allis Chalmers. Relación entre ns, ξ2 y ϕ2 Fig IV.11.- Relación entre ξ1, ξ2 y ns = D2 = 4,375 Q 3 n , que sirve = 0,0218 π n 30 ns 2 3 η = , de la que se u 2 2 g Hn , válida para 200 < ns < 600 que se aproxima a La sección de salida del rodete de la turbina es: Ω2 = π D 2 2 4 Si el eje que acciona la turbina tiene un diámetro d y atraviesa el difusor, el área efectiva de salida es (θ Ω) en la forma: Ω2 = π (D 2 2 - d 2 ) 4 = θ = D2 2 - d2 D2 < 1 = 2 π θ D2 2 4 = θ Ω El caudal que sale por el difusor se puede obtener a partir del caudal Q inicial que entra en la turbina, siendo su valor: TF.IV.-60
Fig IV.12.- Dimensiones de rodetes Francis y Kaplan Fig IV.13.- Relación entre ns y la forma del rodete ηvol Q = θ π D 2 2 4 c2 = θ π D 2 2 4 ϕ2 2 g Hn ⇒ Q = 3,477 θ D 2 2 ϕ 2 Hn ηvol El valor de la potencia es: N = 13,33 Q H nη = 46,57 θ D2 2 ϕ2 Hn 3 El valor de ns = n N H n 5/4 = n = 84,55 ξ1 D1 Hn = = ⎛ ⎜ ⎜ ⎝ ηvol u 2 u1 = ξ 2 ξ 1 ξ1 D 1 84,55 ξ 2 D 2 = ξ2 D 2 η = D 2 D1 ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ = 84,55 ξ2 46,57 θ D 2 2 ϕ2 Hn 5/2 η ηvol Considerando valores medios del orden de: θ = 0,85, η = 0,85 y ηvol = 0,95, resulta: ns = 503,2 ξ2 ϕ2 = ξ2 = 0,023 ns 2/3 = 11,57 ns 2/3 ϕ2 ⇒ ϕ2 = 0,007465 ns 2/3 ϕ 2 2 = c 2 2 2 g H n = 5,57.10 −5 n s 4 / 3 = f2 (n s ) TF.IV.-61 H n 5/4 D2 Hn = : = 577 ξ2 θ ϕ 2 η ηvol
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wemb - w wemb - w0 = exp [ - 2 γ Q
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