turbinas hidráulicas

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Fig V.1.- Sección transversal de una central hidráulica con turbina Kaplan r En la parte final del álabe, a la salida, éste se presenta más aplanado y la velocidad c 2 debe ser prácticamente axial, siendo la velocidad w2y 900 Z 7 a 8 6 5 4 3 Hn (metros) 60 50 40 20 5 Relación de cubo 0,6 0,55 0-5 0,4 0,3 Fig V.2.- Triángulos de velocidades TK.V.-88
Entrada del agua Salida del agua Distribuidor Fig V.3.- Rotor de una turbina Kaplan En el interior del cubo se encuentra el mecanismo de giro de las palas del rodete, lo que obliga a que el número de las mismas sea pequeño, que puede aumentar al crecer el salto y las dimensiones del rodete. En la Tabla V.1 se indica el número de palas Z en función del número específico de revoluciones ns que condiciona el salto neto Hn y la relación entre los diámetros del cubo y exterior del rodete n, obser- vándose que un aumento del número de palas supone una disminución del ns. A medida que aumenta Hn aumentan los esfuerzos que tienen que soportar los álabes, por lo que el cubo ha de tener mayor diámetro, tanto para poder alojar los cojinetes de los pivotes de los álabes, como para poder alojar el mayor número de álabes. Para alturas netas superiores a los 10 metros, la turbina Kaplan empieza a ser más voluminosa que la turbina Francis, aunque mantiene la ventaja de tener los álabes orientables. V.2.- REGULACIÓN DE LAS TURBINAS A las turbinas hélice se las regula mediante álabes móviles en la corona directriz, (distribuidor), en forma análoga a como se hace en las turbinas Francis. A la entrada del rodete se origina una pérdida por r choque y a la salida resulta una c 2 mayor en magnitud, pero de dirección más inclinada; ambas circuns- tancias contribuyen a la disminución del rendimiento, de forma que éste desciende tanto más rápida- mente, cuanto mayor sea la velocidad de la turbina. Una característica negativa de las turbinas hélice es el bajo rendimiento de las mismas a cargas distintas de la nominal o diseño. En las turbinas Kaplan, las paletas directrices del distribuidor también son móviles lo cual permite mejorar la regulación, pues al cambiar la inclinación de los álabes del rodete se consigue mantener bastante elevado el rendimiento para un extenso margen del grado de apertura del distribuidor. La regulación más favorable se consigue cuando al girar las palas se conserva el mismo valor de c1n y a la salida de las mismas se mantiene c2 perpendicular a u2. En el caso ideal se tiene que cumplir la ecuación fundamental de las turbinas: ηhid g Hn = c1u1 cos α1 - c2u2 cos α2 que para (α2 = 90°) ⇒ (u1 c1n = ηhid g Hn), para cualquier grado de admisión, alcanzándose elevados rendimientos en toda la zona de regulación, lo que se puede conseguir actuando al mismo tiempo sobre las palas del distribuidor y de la rueda. La forma de conseguir este aumento de rendimiento variando la posición de los álabes se explica a la vista de las Fig V.5 como sigue: TK.V.-89
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DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRIC
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hs’ es la pérdida de carga a la
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CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LAS TURB
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