turbinas hidráulicas

La ecuación fundamental de las turbinas se puede poner en la forma:
Hefec = u1 c1n - u 2 c 2n
g
= 1 g
=
c1n = c1m cotg α1 = Q
cotg α1
Ω1
c2n = u2 - w2 cos β2 = u2 - c2m cotg β2 = u2 - Q
Ω2 cotg β 2 =
{u1 Q
Ω 1 cotg α1 - u2 (u2 - Q
Ω 2 cotg β2)} = u1 = π D 1n
60 ; u2 = π D 2n
60 =
= 1 g { π D1n 60 Q
Ω
cot g α1-
1 π D2n 60 ( π D2n 60
Hn =
π Q n
60 g ηman ( D 1
Ω 1 cotg α1 + D 2
Ω 2 cotg β2) -
- Q
Ω 2 cot g β2)} =
π 2D 2 2 n 2
3600 g ηman
π Q n
60 g ( D1 Ω
cotg α1+
1 D 2
Ω
cot g β2) -
2 π2 D2 2 n 2
3600 g
es la ecuación de la superficie característica de la turbina, (paraboloide hiperbólico).
CURVA CARACTERÍSTICA PARA n = Cte Y APERTURA DEL DISTRIBUIDOR FIJA, α1 = Cte
Al ser: n = Cte ; α1 = Cte ; β2 = Cte (por ser un dato constructivo), se tiene:
Hefec =
π Q n
60 g ( D1 Ω
cotg α1 +
1 D2 Ω
cotg β2) -
2 π2 D2 2 n2 3600 g
= B Q - A
que es una recta, Fig IV.33, en la que tanto α1 como β2 son siempre inferiores a 45º, (entre 20º y 30º),
por lo que su pendiente es siempre positiva.
El valor de A es idéntico al de las curvas características de las bombas:
El valor de B depende del tipo de turbina:
Francis: Hefec = Ω1 = π D1b1k1 ; Ω2 = π D 2 2
B =
n
60 g ( cotg α1 b1 k1
+ 4
D2
cotg β2)
Kaplan: Hefec = Ω1 = π D1 2
4 ; Ω2 = π D2 2
4
n
B =
15 g ( cotg α1 D1
+ cotg β2 )
D2
Para un régimen cualquiera el salto Hn es:
4
= Q n
60 g ( cotg α 1
b1 k1
= Q n
15 g ( cotg α 1
D1
A = u2 2
g = π 2D2 2 n2 3600 g
+ 4
D2 cotg β2) - π2D 2 2 n 2
3600 g
+ cotg β2 ) -
D2
π 2 D2 2 n2 3600 g
Hn = H - ht = Hefec = H -∑ hi = Hn - (hd + hr + hs + Pchoque ) = Hefec + (hd + hr + hs + Pchoque )
a) Se puede admitir que las pérdidas por rozamiento en el distribuidor hd, rodete hr, y tubo de aspira-
ción hs, son proporcionales al cuadrado del caudal Q y vienen representadas, por lo tanto, por una pará-
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