maquinaria hidraulica

Universidad de San Carlos de GuatemalaFacultad de IngenieríaLaboratorio de HidráulicaIng. Carlos Salvador GordilloGrupo 3.1

PRACTICA NO. 4MAQUINARIA HIDRAULICA

Guatemala 24 de Abril de 2012

Facultad De IngenieríaEscuela de Ingeniería Civil

INTRODUCCION

El transporte de líquidos de un lugar a otro es muy común hoy en dia debido a una gran cantidad de motivos que dependen del lugar o industria que este realizando este proceso. Muchas veces la energía que posee un fluido no le es suficiente para lograr hacerlo fluir de un lugar a otro determinado lugar, ya sea por cantidades de carga de presión, cargas de altura o diversas circunstancias.

En la actualidad los ingenieros se auxilian de diversas maquinas para lograr transportar un fluido de un lugar a otro cuando este no puede realizar esta acción por si mismo. Gracias a los avances con los que contamos en la actualidad, contamos con maquinaria hidráulica que nos permite realizar u obtener del fluido diferentes fines.

Entre maquinaria hidráulica se puede mencionar las bombas hidráulicas, turbinas hidráulicas, generadores eléctricos, etc. En este laboratorio se ensayo una bomba centrifuga, turbina tipo Pelton y un generados eléctrico.

Una bomba centrifuga es un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor rotatorio llamado rodete en energía cinética y potencial requeridas.

Una turbina Pelton es uno de los tipos más eficientes de turbina hidráulica. Consiste en una rueda o rotor dotada de aspas en su periferia, las cuales están especialmente diseñadas para convertir la energía del fluido que incide sobre ellas. Las turbinas Pelton están diseñadas para explotar grandes saltos hidráulicos de bajo caudal.

Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes. Este puede obtener energía de maquinaria como una bomba o turbina.

En esta práctica se busca determinar relaciones existentes entre un caudal bombeado, potencias desarrolladas, y eficiencia con el fin de ser capaces de analizar y determinar el comportamiento de un fluido a través de un sistema de este tipo.

Laboratorio Practica no. 4 De Hidráulica Maquinaria Hidráulica Página 2


OBJETIVOS

GENERAL

Conocer el uso y funcionamiento de maquinaria hidráulica como una bomba centrifuga, turbina Pelton y un generador eléctrico.

ESPECIFICOS

BOMBA CENTRIFUGA

Determinar las relaciones que existen entre el caudal que bombea el sistema y la carga hidráulica, la potencia desarrollada por la bomba, la velocidad de rotación del eje de la misma y la eficiencia.

Construir las curvas características de una bomba centrifuga. Determinar la ecuación de la carga desarrollada por la bomba en

función del caudal.

TURBINA PELTON

Determinar las relaciones entre el caudal que circula en el sistema y los valores de la potencia extraida por la turbina, la potencia desarrollada (potencia al eje) y la eficiencia.

Construir las curvas características de una turbina Pelton. Determinar la ecuación de la carga de la turbina en función del

caudal.

GENERADOR ELECTRICO

Determinar la relacion entre la potencia que la turbina entrega al generador (potencia del eje) y la potencia que éste desarrolla (potencia eléctrica).

Construir las curvas características del generador.



MARCO TEORICO

MAQUINARIA HIDRÁULICA

Son las máquinas y las herramientas que utilizan energía fluida para hacer el trabajo. Equipo pesado es un ejemplo común.

En este tipo de máquina, de alta presión líquido hidráulico se transmite a través de la máquina a los varios motores hidráulicos y a los cilindros hidráulicos. El líquido se controla directamente o automáticamente cerca válvulas de control y distribuido a través mangueras y tubos.

El renombre de la maquinaria hidráulica es debido a la cantidad muy grande de energía que se puede transferir a través de los tubos pequeños y de las mangueras flexibles, y gama del densidad de alta energía y amplia de actuadores eso puede hacer uso esta energía.

Clasificación de las máquinas hidráulicas

Las bombas o maquinas hidráulicas se clasifican según dos consideraciones generales diferentes:

Las que toman en consideración características de movimiento de líquidos y

La que se basa en el tipo o aplicación especifica para los cuales se ha diseñado la bomba. El uso de estos dos métodos de clasificación de bombas puede despertar gran interés en una gran cantidad de aplicaciones.

A continuación se muestra una clasificación de los diversos tipos de bombas que puede ser útil para tener una idea más clara de las clases y tipos de estas.

Centrifuga

Voluta Difusor Turbina regenerativa Turbina vertical Flujo mixto Flujo axial

Rotatoria

Engranes Alabes Leva y pistón Tornillo Lóbulo Bloque de vaivén



Reciprocante

Acción directa Potencia Diafragma

Rotatoria - Pistón

BOMBAS CENTRÍFUGAS

Las bombas centrífugas, también denominadas rotativas, tienen un rotor de paletas giratorio sumergido en el líquido. El líquido entra en la bomba cerca del eje del rotor, y las paletas lo arrastran hacia sus extremos a alta presión. El rotor también proporciona al líquido una velocidad relativamente alta que puede transformarse en presión en una parte estacionaria de la bomba, conocida como difusor. En bombas de alta presión pueden emplearse varios rotores en serie, y los difusores posteriores a cada rotor pueden contener aletas de guía para reducir poco a poco la velocidad del líquido. En las bombas de baja presión, el difusor suele ser un canal en espiral cuya superficie transversal aumenta de forma gradual para reducir la velocidad.

El rotor debe ser cebado antes de empezar a funcionar, es decir, debe estar rodeado de líquido cuando se arranca la bomba. Esto puede lograrse colocando una válvula de retención en el conducto de succión, que mantiene el líquido en la bomba cuando el rotor no gira. Si esta válvula pierde, puede ser necesario cebar la bomba introduciendo líquido desde una fuente externa, como el depósito de salida. Por lo general, las bombas centrífugas tienen una válvula en el conducto de salida para controlar el flujo y la presión.

En el caso de flujos bajos y altas presiones, la acción del rotor es en gran medida radial. En flujos más elevados y presiones de salida menores, la dirección de flujo en el interior de la bomba es más paralela al eje del rotor (flujo axial). En ese caso, el rotor actúa como una hélice. La transición de un tipo de condiciones a otro es gradual, y cuando las condiciones son intermedias se habla de flujo mixto.

Los tipos de bombas centrifugas:

Volute Diffuser Regenerative-turbine Vertical-turbine mixed-flow axial-flow (propeller)



Estos seis tipos de bombas centrifugas, pueden ser Single-stage o multi-stage.

Características de la Bombas Centrifugas

La figura muestra la sección axial de un compresor centrífugo de tres escalonamientos de presión, con las denominaciones de los diferentes elementos de que está constituida la máquina.

A-Cubierta inferior

B-Cubierta superior

C-Tapa del cojinete

D-Mitad inferior del cojinete

E-Mitad superior del cojinete

F-Tapa del agujero de engrase

G- Anillo de engrase

H-Anillo de retención de aceite

I-Rodete

J-Tuerca del rodete

K-Árbol

L-Manguito del árbol

M-Tapa del prensaestopas (mitad)

N-Pernos del prensaestopas

O-Aros de cierre de la cubierta

P-Aros de cierre del rodete

Q-Anillo linterna

R-Platos de acoplamiento

S-Collar de empuje

R-Pernos y tuercas del acoplamiento

U-Bujes del acoplamiento



V-Extremo de la caja prensaestopas



TURBINA PELTON

La turbina Pelton fue inventada por Lester A. Pelton. Esta turbina se define como una turbina de acción, de flujo tangencial y de admisión parcial. Opera más eficientemente en condiciones de grandes saltos, bajos caudales y cargas parciales.

Partes de turbina Pelton

Distribuidor Es el elemento de transición entre la tubería de presión y los inyectores. Está hecho por un inyector o varios inyectores que pueden llegar a ser hasta seis. El inyector consta de una tobera de sección circular provista de una aguja de regulación que se mueve axialmente, variando la sección de flujo. Si se requiere una operación rápida para dejar al rodete sin acción del chorro, se adiciona una placa deflectora, así la aguja se cierra en un tiempo más largo, reduciendo los efectos del golpe de ariete. En las turbinas pequeñas se puede prescindir de la aguja y operar con una o más toberas, con caudal constante.

Rodete Es de admisión parcial, depende del número de chorros o de inyectores. Está compuesto por un disco provisto de cucharas montadas en su periferia. Las cucharas pueden estar empernadas al disco, soldadas o fundidas convirtiéndose en una sola pieza con el disco. Esta turbina puede instalarse con el eje horizontal con 1 o 2 inyectores, y con el eje vertical con 3 a 6 inyectores.

Tipos de Turbinas Pelton

Microturbinas Pelton: Se usan en zonas rurales aisladas donde se aprovechan los recursos hidroenergéticos que existen en pequeños ríos



o quebradas para transformarlos en energía mecánica o eléctrica. Para hacer posible este proceso se tiene que hacer un grupo de obras así como obtener equipos especiales, estos se dividen normalmente en tres grupos: obras civiles, equipo electromecánico y redes eléctricas.

Ensamblaje y Montaje

La turbina se ensambla en un sólido chasis construido con perfiles estructurales que permiten el acoplamiento en un solo bloque, de esta forma se puede realizar un pre-montaje del sistema turbina-generador.

Miniturbinas Pelton: Según las normas europeas las mini centrales hidroeléctricas son aquellas que están comprendidas en el rango de 100kW a 1000kW de potencia. Según la organización Latinoamericana de Energía clasifica en el rango de 50kW a 500kW. Los modelos desarrollados por ITDG cubren el rango de 50kW a 1000kW.

El campo de aplicación es muy amplio, sobre todo para las poblaciones locales de zonas aisladas.


La turbina se ensambla en un sólido chasis construido con perfiles estructurales que permiten el acoplamiento en un solo bloque. Previamente es posible realizar un pre-montaje en el taller donde se fabrica, esto suele hacerse en el caso de turbinas más pequeñas, debido a su bajo costo de instalación.

Picoturbinas Pelton: La aparición de picocentrales hidroeléctricas y consecuentemente de picoturbinas, tiene apenas una década. El rango de picocentrales está por debajo de los 10kW. Las picoturbinas se aprovechan por los recursos hidráulicos existentes en quebradas muy pequeñas, manantiales u otras fuentes donde existen algunos chorros de agua y alguna pequeña caída que podría transformarse n energía mecánica o eléctrica. Las picoturbinas se diseñan en la actualidad como pequeños bloques compactos, donde en una sola unidad se incluyen todas sus partes. Se caracteriza principalmente por su pequeño tamaño, su versatilidad y por su facilidad para el transporte e instalación.


La turbina se ensambla en un sólido chasis construido con perfiles estructurales que permite el ensamble con el generador en un solo bloque, haciendo un equipo portátil.



De acuerdo al esquema antes mostrado de una microcentral, la potencia generada se obtiene de las siguientes formulas:

PE=P .nTR .nG

P= ρ gQH ηK

= PEηTR

. ηG=QH η102

ηGR=η .ηTR . ηG

Donde :

PE Es la potencia en los bornes del generador, kW P es la potencia al eje de la turbina, kW Q es el caudal de la turbina en m3/s H es el salto neto en metros ρ es la densidad del agua, 1000 kg/m3 η eficiencia de la turbina, adimensional ηTR es la eficiencia de la transmisión, adimensional ηG eficiencia del generador, adimensional ηGR es la eficiencia del grupo de generación, adimensional K es una constante, donde K es 1000 W/kW g es la gravedad

En relación a la determinación del salto neto, se puede proceder del siguiente modo:

Turbinas de reacción: H = Hb – ΔHT



Turbinas de acción: H= Hb - ΔHT – Hm

Donde Hb es el salto bruto, metros ΔHT es la altura de pérdidas en la tubería de presión, en metrosHm es la altura de montaje de la turbina en metros.

En caso de que la turbina no accione un generador eléctrico, sino otra máquina operadora, como una bomba, un molino, etc., se deberá conocer la eficiencia, potencia y otros datos de dicha máquina, utilizándose las mismas formulas anteriores.

Se puede realizar una selección rápida de la turbina para una M.C.H, utilizando el diagrama de la figura que se muestra abajo, en las que aparecen las diversas turbinas que se usan en la actualidad ubicadas por zonas de aplicación referidas al salto neto, caudal, potencia y una eficiencia promedio.

Asumiendo una eficiencia promedio se obtiene una relación lineal entre H y Q para una potencia constante P en coordenadas logarítmicas.



El límite de estos diagramas en cuanto a potencia dependerá de la definición nacional o regional, de los rangos establecidos y de lo que se denomina una M.C.H como se muestra en el siguiente gráfico.

GENERADOR ELECTRICO

Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes, transformando la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estátor). Si mecánicamente se produce un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz (F.E.M.). Este sistema está basado en la ley de Faraday.

Un generador es una maquina eléctrica que realiza el proceso inverso que un motor eléctrico, el cual transforma la energía eléctrica en energía mecánica. Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente continua.

No sólo es posible obtener una corriente eléctrica a partir de energía mecánica de rotación sino que es posible hacerlo con cualquier otro tipo de energía como punto de partida. Desde este punto de vista más amplio, los generadores se clasifican en dos tipos fundamentales:

Primarios: Convierten en energía eléctrica la energía de otra naturaleza que reciben o de la que disponen inicialmente, como alternadores, dinamos, etc.

Secundarios: Entregan una parte de la energía eléctrica que han recibido previamente, es decir, en primer lugar reciben energía de una corriente eléctrica y la almacenan en forma de alguna clase de energía. Posteriormente, transforman nuevamente la energía almacenada en energía eléctrica. Un ejemplo son las pilas o baterías recargables.


http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faraday

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faraday

http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_electromotriz

http://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1tor

http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico

http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Borne_(electricidad)

http://es.wikipedia.org/wiki/Terminal

http://es.wikipedia.org/wiki/Polaridad_(electricidad)

http://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencial


DESCRIPCION DEL ENSAYO

BOMBA CENTRIFUGA1. Una vez arrancada la bomba abrir parcialmente la válvula

reguladora para obtener un caudal Q que provoque el inicio de la inflamación de las bombillas en el tablero eléctrico.

2. Tomar las lecturas de los manómetros de succión Ps, a la entrada de la bomba y la presión de descarga Pd en la salida de la misma.

3. Determine la altura del nivel de la superficie libre en el canal, mediante el pozo tranquilizador, luego calcule el caudal por medio de la ecuación del vertedor.

4. Varía el caudal con la válvula reguladora y repetir los pasos anteriores, hasta obtener una seria de ocho tomas.

TURBINA PELTON1. Una vez que la turbina esté en marcha tome la lectura del

manómetro a la entrada de la turbina, el cual representa la presión entregada a la misma en psi.

2. Con el tacómetro digital determine la velocidad de rotación del eje de la turbina, en rom.

GENERADOR ELECTRICO1. Tomar la velocidad de giro del eje con el tacómetro digital.2. Leer en el dinamómetro la fuerza que provoca el torque en el eje

del generador, la cual está dad en libras.3. Leer en el tablero eléctrico el valor de la intensidad de corriente

(en amperios) y el potencial(en voltios) que desarrolla el generador para cada velocidad de giro.



EQUIPO UTILIZADO

BOMBA CENTRIFUGA

TURBINA PELTON

CRONOMETRO

DINAMOMETRO

TACÓMETRO DIGITAL



CALCULOS Y GRAFICAS

CALCULOS PARA LA BOMBA CENTRIFUGA

1.Determine la carga que la bomba desarrolla con la siguiente fórmula:

H b=Pd−Ps

Υ

H b=−1 (−12 ) (3389 )+(51) (6895 )

9810=39.991m

Hb=−1 (−13.5 ) (3389 )+(50) (6895 )

9810=39.806m

H b=−1 (−13.5 ) (3389 )+(50) (6895 )

9810=39.806m

Hb=−1 (−14 ) (3389 )+(49.5) (6895 )

9810=39.628m

H b=−1 (−14.5 ) (3389 )+(48)(6895 )

9810=38.746m

Hb=−1 (−15.5 ) (3389 )+(46) (6895 )

9810=37.686m

H b=−1 (−14.5 ) (3389 )+(48)(6895 )

9810=38.746m

Hb=−1 (−15 ) (3389 )+(47) (6895 )

9810=38.216m

H b=−1 (−16 ) (3389 )+(45) (6895 )

9810=37.156m

2. Determinando el caudal L/s

Q=0.6∗[0.01∗( H vertedero−30.3 )52 ]



Q=0.6∗[0.01∗(0−30.3 )52 ]=0 l /s

Q=0.6∗[0.01∗(37.4−30.3 )52 ]=¿0.8059l /s

Q=0.6∗[0.01∗(38.6−30.3 )52 ]=¿1.1908l /s

Q=0.6∗[0.01∗(40.8−30.3 )52 ]=¿2.1435l /s

Q=0.6∗[0.01∗(41.4−30.3 )52 ]=¿2.4630l /s

Q=0.6∗[0.01∗(42.5−30.3 )52 ]=¿3.1193 l /s

Q=0.6∗[0.01∗(41.6−30.3 )52 ]=¿2.5754 l /s

Q=0.6∗[0.01∗(42.3−30.3 )52 ]=¿2.9930l /s

Q=0.6∗[0.01∗(42.9−30.3 )52 ]=¿3.3813l /s

Determine la potencia hidráulica desarrollada por la bomba.

PHID=ΥQ H b

PHID=9.81∗0∗39.991=0Watts

PHID=9810∗0.008059∗39.806=314.72Watts

PHID=9810∗0.0011908∗39.806=465.02Watts

PHID=9810∗¿0.0021435¿39.628=¿833.28Watts

PHID=9810∗¿0.00246297¿38.746=¿936.18Watts



PHID=9810∗¿0.00311925¿37.686=¿1153.19Watts

PHID=9810∗¿0.00257542¿38.746=¿978.92Watts

PHID=9810∗¿0.00299298¿38.216=¿1122.07 Watts

PHID=9810∗¿0.00338125¿37.156=¿1232.46 Watts

Determine la eficiencia de la bomba:

nb=Pbomba

Pelectrica

∗100%

nb=0

2400∗100%=0

nb=314.722400

∗100%=13.11

nb=465.022400

∗100%=19.38

nb=833.282400

∗100%=34.72

nb=936.182400

∗100%=39.01

nb=1153.192400

∗100%=48.05

nb=978.922400

∗100%=40.79

nb=1122.072400

∗100%=46.75

nb=1232.462400

∗100%=51.35



TABLA RESUMEN:

BOMBA CENTRIFUGA

No.

DATOS CÁLCULOS

LECTURAS DE MANOMETROS

H Vertedero

(cm)Q (l/s)

Q(m3/s)

Carga de la Bomba Hb

(m)

Potencia Hidráulica

(Watts)Pentrada (inHg)

Psalida (psi)

Eficiencia de la bomba

%1 -12 51 0 0.000 0.0000 39.991 0,0 0

2 -13.5 50 37.40.805

90.0008059 39.806 314.40 13.10

3 -13.5 50 38.61.190

80.0011908 39.806 464.54 19.36

4 -14 49.5 40.82.143

50.0021435 39.628 832.43 34.68

5 -14.5 48 41.42.463

00.0024630 38.746 935.22 38.97

6 -15.5 46 42.53.119

30.0031193 37.686 1152.01 48.00

7 -14.5 48 41.62.575

40.0025754 38.746 977.92 40.75

8 -15 47 42.32.993

00.0029930 38.216 1120.93 46.71

9 -16 45 42.93.381

30.0033813 37.156 1231.21 51.30

CALCULOS PARA TURBINA



Determine la carga extraída por la turbina

H t=Pd

Υ

H t=48.5∗6.8948

9.81=34.087m

H t=48.5∗6.8948

9.81=34.087m

H t=49∗6.89489.81

=34.439m

H t=49∗6.89489.81

=34.439m

H t=48∗6.89489.81

=33.736m

H t=46.5∗68959.81

=32.682m

H t=48∗6.89489.81

=33.736m

H t=47∗6.89489.81

=33.033m

H t=46∗6.89489.81

=32.330m

Determine la potencia hidráulica extraída por la turbina

Phid=ΥQ HT

Phid=9810 (0.00 ) (34.087 )=0Watts

Phid=9810 (0.0008059 ) (34.087 )=269.49Watts

Phid=9810 (0.0011908) (34.439 )=402.31Watts



Phid=9810 (0.0021435 ) (34.439 )=724.17Watts

Phid=9810 (0.002463 ) (33.736 )=815.13Watts

Phid=9810 (0.0031193) (32.682 )=1000.07Watts

Phid=9810 (0.0025754 ) (33.736 )=852.33Watts

Phid=9810 (0.002993 ) (33.033 )=969.90Watts

Phid=9810 (0.0033813 ) (32.330 )=1072.42Watts

Determinando la potencia en el eje

Peje=τω

Peje=(0∗0.10472 ) (0∗4.45∗0.3 )=0

Peje=(523.5∗0.10472 ) (2.7∗4.45∗0.3 )=197.60Watts

Peje=(554.9∗0.10472 ) (4.6∗4.45∗0.3 )=356.85Watts

Peje=(620.9∗0.10472 ) (6.2∗4.45∗0.3 )=538.17Watts

Peje=(655.3∗0.10472 ) (6.8∗4.45∗0.3 )=622.96Watts

Peje=(704.4∗0.10472 ) (7.9∗4.45∗0.3 )=777.96Watts

Peje=(762.3∗0.10472 ) (6.5∗4.45∗0.3 )=692.71Watts

Peje=(808.5∗0.10472 ) (6.8∗4.45∗0.3 )=768.60Watts

Peje=(864.2∗0.10472 ) (7.3∗4.45∗0.3 )=881.96Watts

Determinando la eficiencia de la turbina



η τ=Peje

Phid

∗100%

η τ=00∗100=indetermiando

η τ=197.60269.49

∗100=73.32%

η τ=356.85402.31

∗100=88.70%

η τ=538.17724.17

∗100=74.32%

η τ=622.96815.13

∗100=76.42%

η τ=777.961000.07

∗100=77.79%

η τ=692.71852.33

∗100=81.27%

η τ=768.60969.90

∗100=79.25%

η τ=881.961072.42

∗100=82.24%

TABLA RESUMEN:

TURBINA

No.

DATOS CALCULOS

Presión a la entrada

de la Turbina

Pelt. (psi)

Velocidad de

rotación del eje

"n" (rpm)

FUERZA DEL

TORQUE (Lb)

H Vertedero

(cm)Q (l/s)

Carga de la

Turbina (m)

Potencia de la Turbina

(Watts)

Potencia en el eje (Watt)

Eficiencia de la turbina %

1 48.5 0 0 0 0.000 34.087 0 0 02 48.5 523.5 2.7 37.4 0.8059 34.087 269.49 197.60 73.323 49 554.9 4.6 38.6 1.1908 34.439 402.31 356.85 88.704 49 620.9 6.2 40.8 2.1435 34.439 724.17 538.17 74.325 48 655.3 6.8 41.4 2.4630 33.736 815.13 622.96 76.42



6 46.5 704.4 7.9 42.5 3.1193 32.682 1000.07 777.96 77.797 48 762.3 6.5 41.6 2.5754 33.736 852.33 692.71 81.278 47 808.5 6.8 42.3 2.9930 33.033 969.90 768.60 79.259 46 864.2 7.3 42.9 3.3813 32.330 1072.42 881.96 82.24

CALCULOS PARA EL GENERADOR ELECTRICO

Determinando la potencia en el eje

Peje=τω

Peje=(0∗0.10472 ) (0∗4.45∗0.3 )=0

Peje=(523.5∗0.10472 ) (2.7∗4.45∗0.3 )=197.60Watts

Peje=(554.9∗0.10472 ) (4.6∗4.45∗0.3 )=356.85Watts

Peje=(620.9∗0.10472 ) (6.2∗4.45∗0.3 )=538.17Watts

Peje=(655.3∗0.10472 ) (6.8∗4.45∗0.3 )=622.96Watts

Peje=(704.4∗0.10472 ) (7.9∗4.45∗0.3 )=777.96Watts

Peje=(762.3∗0.10472 ) (6.5∗4.45∗0.3 )=692.71Watts

Peje=(808.5∗0.10472 ) (6.8∗4.45∗0.3 )=768.60Watts

Peje=(864.2∗0.10472 ) (7.3∗4.45∗0.3 )=881.96Watts

Determinando la potencia eléctrica que desarrolla el generador

Pelc=I∗V

Pelc=0∗0=0Watts

Pelc=20∗1=20Watts

Pelc=40∗1=40Watts

Pelc=60∗1.5=90Watts




Pelc=90∗2=180Watts

Pelc=95∗1.75=166.25Watts


Pelc=125∗2=250Watts

Determinando la eficiencia del generador:

η τ=Pelec

Peje

∗100%

η τ=00∗100%=Indeterminado

η τ=20197.6

∗100%=10.12%

η τ=40

356.85∗100%=11.21%

η τ=90

538.17∗100%=16.72%

η τ=105622.96

∗100%=16.86%

η τ=180777.96

∗100%=23.14%

η τ=166.25692.71

∗100%=24.00%

η τ=199.5768.6

∗100%=25.96%



η τ=250881.96

∗100%=28.35%

TABLA RESUMEN:

GENERADOR

No.

DATOS CÁLCULOSVelocida

d de rotación del eje n

(rpm)

FUERZA DEL

TORQUE (Lb)

VOLTAJE (V)

(Voltios)

INTENSIDAD DE

CORRIENTE (I)

(Amperios)

Potencia en el eje (watts)

Potencia Eléctrica

Desarrollada (Watts)

Eficiencia del

Generador %

1 00

0 0 0 0Indeterminad

o2 523.5 2.7 20 1 197.6 20 10.123 554.9 4.6 40 1 356.85 40 11.214 620.9 6.2 60 1.5 538.17 90 16.725 655.3 6.8 70 1.5 622.96 105 16.866 704.4 7.9 90 2 777.96 180 23.147 762.3 6.5 95 1.75 692.71 166.25 24.008 808.5 6.8 105 1.9 768.6 199.5 25.969 864.2 7.3 125 2 881.96 250 28.35

Graficas



Análisis de Resultados

1. De los ensayos realizados en la bomba centrífuga, se observa que el

comportamiento de las curvas obtenidas es el esperado según los

modelos que aparecen en las especificaciones de los fabricantes. No

se pudo determinar la eficiencia de la bomba puesto que esta no

tiene un medidor de la potencia eléctrica que necesita para operar.

2. De los ensayos hechos a la turbina Pelton, cuando el caudal aumenta

la potencia que esta desarrolla, es proporcional al caudal que circula

de igual forma la velocidad de rotación del eje, lo cual concuerda

puesto que mayor sea el caudal, mayor será el impacto producida por

este sobre la rueda sobre los cangilones de la turbina, hasta llegar al

punto de máxima eficiencia pues al sobrepasar le eficiencia máxima

de la turbina, esta ya no desarrolla mas potencia ni el eje girara mas

aunque el caudal continua en aumento.

3. En el ensayo del generador eléctrico, se observa que la potencia

eléctrica que desarrolla es directamente proporcional a la velocidad

de giro del eje y en parte al caudal que circula en el sistema hasta

llegar al punto de máxima eficiencia. Se observa que la eficiencia del

generador es muy naja, lo cual se debe a la antigüedad del mismo y

en parte a algunos desajustes en su conexión.

4.Al comparar las curvas de potencia desarrollada por cada de las tres

maquinas ensayadas (bomba, turbina y generador) en función del

caudal se observa que la curva de potencia de la bomba esta sobre la

curva de potencia de la turbina y esta ultima sobre la curva de

potencia del generador, lo cual era de esperarse puesto que la

bomba es la que acciona la turbina, y la turbina es la que acciona al



generador. Las diferencias entre cada curva vienen a ser las perdidas

debidas a la transformación de energía.

Bibliografía

1. De Acevedo Netto, J. M. y Guillermo Acosta Álvarez. Manual de hidráulica. 6ª ed. México: Editorial Harla,1975. 571pp.

2. Gardea Villegas, Humberto. Aprovechamientos hidroeléctricos y de bombeo. 2ª ed. México: Editorial Trillas, 1994. 290pp.

3. Menéndez Barrientos, Carlos Fernando. Selección de equipo de bombeo, funcionamiento y mantenimiento. Tesis Ing. Civil. Guatemala, universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1998, 120pp.

4. Simon, Andrew L.. Hidráulica básica. México: Editorial Limusa 1992 231pp.


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