fichatecnica25-turbina de rio

8/3/2019 FichaTecnica25-Turbina de Rio

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1.IntroduccinLa turbina hidrocintica, es una turbina diseada para generarelectricidad, utilizando solamente la energa cintica de lacorriente de agua en los ros.

El uso de la energa cintica de los ros puede ser considerado unade las principales formas inventadas por el hombre paratransformar las fuerzas naturales en trabajo mecnico.

Esta tecnologa convencional para generar electricidad a partir dela hidroenerga se realiza con el empleo de turbinas hidrulicas endonde el agua es canalizada a travs de diques y tuberas parapoder usar la energa potencial.

Este uso de la energa cintica es calificado como una alternativa oforma no convencional para generar electricidad, que emplea unafuente renovable de energa.

La mayora de los principios de esta clase de turbinas sonderivados de las turbinas de viento porque su operacin es similar.

2.Conceptos tericosLa potencia que puede ser extrada de la energa cintica obedecea la siguiente formula:

P= *kb*A*r*v3Donde:

A= rea en metros cuadrados ( m2)R= densidad de agua (1000 kg./ m3)V= velocidad del agua en m/sKb= coeficiente de Betz = 16/27 = 0,592

Ficha Tcnica

Turbinas

De Rio23


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Las turbinas hidrocinticas pueden ser clasificadas en dos tipos. Elprimero es el eje vertical con su eje de rotacin perpendicular alflujo de agua. El segundo es la turbina axial con su eje de rotacinen la direccin del flujo.

Las turbinas de eje vertical son preferidas cuando es necesario

tomar ventaja de la energa cintica del flujo que puede tener sudireccin cambiada, como por ejemplo en los sistemas de marea.Estas turbinas estn diseadas de modo que la direccin derotacin es siempre la misma, independientemente de la direccindel flujo.

3.Experiencia de Soluciones Prcticas-ITDGDiseo de los a labes

Para el diseo aerodinmico de los alabes se ha aplicado la teoradel ala utilizada en el diseo de aerogeneradores, con la salvedadde que en este caso se trata de una mquina sometida aeventuales esfuerzos mayores y obviamente con otro tipo de fluido( agua). Para el clculo del dimetro del rotor se utiliz la ecuacinde potencia de las turbinas elicas:

P= 1/2*p*(A)*V3*Cp*n

A= (*d2/4)

d= (8*P/ *p*V3*Cp*n)

Donde:

d: Dimetro del rotor de la turbina de rio ( m)P: Potencia de diseo del aerogenerador (W)r: Densidad del agua ( kg/m3)V: Velocidad del agua o ro (m/s)A: rea barrida por la turbina ( m2)Cp: Coeficiente de potencia (adimensional)h: Eficiencia del generador

= U/VD= *N*d/60* VD

N= (60* * VD/ *d)


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Donde:

N: Velocidad de giro del rotor (r.p.m)U: Velocidad tangencial al extremo de la pala (m/s)VD: Velocidad de diseo (m/s)I: Celeridad

El rotor

Tres alabes fabricados en fibra de vidrio Dimetro nominal, 1.75 m Velocidad de giro, 45 r.p.m a 1 m/s de la velocidad del ro. Dos platos de sujecin en acero inoxidables para el montaje

de los alabes.

El generador: Con el objetivo de reducir costos y contar con unatecnologa que pueda ser fabricada localmente, en Soluciones

Prcticas-ITDG se comenz a trabajar en el desarrollo de ungenerador de imanes permanentes, los que permitieron reducir lavelocidad de generacin y, obtener un bajo costo del equipo, queal mismo tiempo pudiera ser adaptado al rotor de la turbina de rioy finalmente proceder a su fabricacin y pruebas. Los principalescomponentes del sistema son: Generacin de corriente alterna quea travs de un sistema de diodos rectificadores transforma elvoltaje a 12 V y potencia, 250 W a 360 r.p.m.

rbol de transmisinEs un tubo de acero galvanizado de 1.5 pulgadas de dimetro

nominal. Esta acoplado directamente al rotor. Este tubo vaencapsulado en otro de las mismas caractersticas con 2.5pulgadas de dimetro nominal, que sirve de soporte y proteccin.

OtrosFajas y poleas: componente intermedio entre el rbol detransmisin y el generador, es un amplificador de velocidad.Tablero de control: cuenta con los instrumentos de medicinbsicos y los respectivos diodos rectificadores para 12 V.Balsa flotante, de fabricacin local por los propios pobladores.


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Fuentes bibliogrficas:

Sal Ramrez; Rafael Escobar. 2002 Turbina de rio: unaalternativa energtica para la Amazona. Hidrored 2/2002

Rudi Henri van Els; Clovis de Oliveira; Antonio Mantel Dias;Lus F. Balduino. 2003. Turbina hidrocintica para

poblaciones aisladas. Hidrored 1/2003

Mayores informes:Servicio de consultas tcnicasPersona de contacto: Giannina SolariEmail: [email protected]: www.solucionespracticas.org.pe

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