MAQUINAS HIDRAULICASSESION N 5MAG, JOS MORALES VALENCIATURBOMAQUINAS- TURBINASTURBINA HIDRULICA La turbina hidrulica es un dispositivo Mecnicoque convierte la energa cintica o potencialdelagua en energa mecnica de rotacin y luegomediante un generador se convierte en energaelctrica.Clasificacin segn la forma de actuar el aguaen los labesTurbi!" #$ !%%i& '$()*Turbi!" #$ r$!%%i& +r!%i" , -!.(!TURBINAS DE ACCI/N !ienen efecto nico de velocidad "l sentido de proyeccin del chorro de agua yel sentido de giro del rodete coinciden. La presin del agua no vara en los labes #odete no inundado.TURBINAS DE REACCI/N !ienen efecto en con$unto% velocidad y presin. &entido de proyeccin del chorro de agua y sentido de giro del rodete no coinciden. Mayor presin de agua a la entrada que a la &alida. #odete inundadoTURBINA 'ELTOND$0ii%i&Laturbina'eltonfueinventadapor Lester (.'elton. "sta turbina se define como una turbinade accin% de flu$o tangencial y de admisinparcial.)pera ms eficientemente en condiciones degrandes saltos% ba$os caudales y cargasparciales.ROTOR DE UNA TURBINA 'ELTON(las cucharas y palas seles conocecomoLABES,el labe tiene la forma de doblecuchara% conunaaristadiametral sobrelaqueincide el agua producindose una desviacinsimtrica en direccin a*ial%ELEMENTOS DE LA TURBINA 'ELTON+I,$%)*r1"linyector consta de una tobera deseccin circular provista de una agu$a deregulacin que se mueve a*ialmente% variando laseccin de flu$o.!ransformalaenergadepresindel fluidoenenerga cintica. Consta deT*b$r! ,oquilla con orificio de seccin circularV2(3u(! #$ !4u5! #egulacin del caudal C26!r! #$ #i")ribu%i&1 'rolongacin de la tubera for-ada para conducir el agua hasta los inyectores. Di")ribui#*r"s el elemento mecnicodestinadoadirigir yregular el chorrodeagua."st compuesto por . y / inyectores de agua.Lamisindel inyector esaumentar laenergacinticadel fluido% disminuyendolaseccindepaso% para ma*imi-ar la energa de fluidoaprovechada en la turbinaDi")ribui#*r R*#$)$"s de admisin parcial% depende del nmero dechorros o de inyectores."st compuesto por un disco provisto decucharas montadas en su periferia. Las cucharaspuedenestar empernadasal disco% soldadasofundidas convirtindose en una sola pie-a con eldisco.R*#$)$+UNCIONAMIENTO TURBINA 'ELTON!ransforma la energa cintica del agua enenerga mecnica de rotacin. Los 0nyectores dirigen un chorro de agua cilndrico de seccin uniforme y a presin atmosfrica al rodete Chorro de agua incide sobre la arista central de loslabes% originando dos chorros que salen despedidos lateralmente. Chorros resultantes caen al canal de fuga por la fuer-a de la gravedad. #egulacin mediante vlvula de agu$a que obtura ms o menos el orificio de salida. 'ara caudales mayores se necesitan varias toberas en diversas posiciones del rodete. Chorros resultantes caen al canal de fuga por la fuer-a de la gravedad #egulacin mediante vlvula de agu$a que obtura ms o menos el orificio de salida)bsrveseenla0i4ur!ane*auncortedeunapalaenel dimetro'elton1 el chorrodeaguaimpacta sobre la pala en el medio% es dividido endos% los cuales salen de la pala en sentido casiopuesto al que entraron.+u%i*!6i$)*

CENTRAL CON TURBINA 'ELTONTRIANGULO DE VELOCIDADES DE UNATURBINA 'ELTON E $( )ri!4u(* #$ 3$(*%i#!#$" #$ $)r!#! "$ %u6.($1 2.3 4 5idealmente6 7. 3 .849 5idealmente6c. 3 c.u E $( )ri!4u(* #$ 3$(*%i#!#$" #$ "!(i#! "$ %u6.($1:; 3 :. 5idealmente6 :. < :; 5caso real6 c; 3 u; = :; cos 7; Si * 7!, .8r#i#!" $ $( i,$%)*r, $( %7*rr* "!($ ! (! !)6*"0$r! %* u! 3$(*%i#!#1 c. 3 >;g?m5sin perdidas6 c. 3 4%@A>;g?m5caso real6 E( r$#i6i$)* &.)i6* #$ u! )urbi! .$()*"$ #! %u!#*1 u. 3 4%B c. 5idealmente6 u. 3 4%CB c. 5idealmente6 L! )urbi! .$()* * )i$$ )ub* #$!".ir!%i&, .*r (* 9u$ * "$ .u$#$!.r*3$%7!r (! 3$(*%i#!# #$ "!(i#!1 c; D 45velocidad pequeEa6 L! )r!,$%)*ri! #$ u! .!r):%u(! #$ !4u! $(!%u%7!r!$")!4$%i!(, .*r (*9u$"$%u6.($1u. 3 u;+UER;A DE REACCION EN LOS ALABESLa fuer-a de reaccin e$ercida en los alabesdepender de la velocidad de esta con respectoal agua y las direcciones de entrada y salida delagua.+< =Q >?@ %*"A@ B ?C%*"ACD FondeG3 fuer-a de reaccinH3 densidad del fluidoI 3 caudal:3 velocidad relativa'OTENCIA HIDRAULICA'7 3 F u76 Fonde'h 3 potencia hidrulicaG 3 fuer-a de reaccinu 3 velocidad del alabeALTURA DE EULER >HED?" 3 U 1C1UU 2C2UgALTURA NETA?n 3 Jh?"Fonde?n 3 altura neta Jh 3 eficiencia hidrulica?" 3 altura de euler o altura terica'ROBLEMAS..K Lna turbina pelton traba$a ba$o una altura netade ;C4 m% c. 3 4%@8 >;g?n% el dimetro del chorroes de .B4 mm%y el del rodete .84 mm% 2. 3 49%7; 3 .B9% :; 3 4%A4 :.% u. 3 4%CB c.% calculara6 Lafuer-atangencial e$ercidapor el chorrosobre las cucharas.b6 La potencia hidrulica desarrollada por laturbina.c6 "l rendimiento ?idrulico de la turbina.&i el rendimientomecnicoes4%@A% calcular elrendimiento total de la turbina.;.K "n una central hidrulica% una turbina pelton%demltipleschorros% produce ;. *.4Mhp% ba$oun salto de MMB m% girando a B44 rpm%considerando que la eficiencia total de la turbinaesde8CNylacifradepresinesdeC%A;% larelacindel dimetrodel rodeteal dimetrodelchorro es @%C;% determinara6 "l dimetro del chorro.b6 Omero de chorros de la turbina.c6 "l numero especfico de revoluciones depotencia.M.K Fespreciando el ro-amiento% un chorrode;4 mPseg% acciona una turbina pelton y esdesviadopor el rodeteunngulode.CB9% elcaudal absorbida por la turbina es de ;B44 LPmin%considerar u. 3 4%C4 c.% determinara6 La potencia de la turbina.b6 la cifra de presin a la salida del rodete.C.K Lna turbina pelton de un solo chorro sealimenta de un embalse% cuyo nivelde agua seencuentra a M44 m por encima del e$e del chorro%atravsdeunconductofor-adode/Qmdelongitud y /84 mm de dimetro interior% elcoeficiente de ro-amiento de la tubera es 4%4M;%lavelocidadperifricadelosalabeses4%CAlavelocidad delchorro% elcoeficiente de velocidadabsolutaalaentradadel rodetees 4%@A% lascucharasdesvanel chorro.A49ylavelocidadrelativa del agua se reduce en un .BN a su pasopor ellas% el chorro tiene un dimetro de @4 mm%el rendimientomecnicodelaturbinaes88N%calculara6 (ltura neta de la turbinab6 altura de "uler.c6 #endimiento hidrulico.d6 'otencia til en el e$e de la turbina.B.K Lna turbina pelton de M chorros% produce una potencia al e$e de .44 c.v. gira a MAB rpm% la altura neta es de /4 m% el rendimiento total de la turbina es de 84N% considerar u. 3 4%CB >;g?n% determinara6 "l caudal totalb6 Fimetro del rodete 5F;6c6 Fimetro del chorro.