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PRACTICA DE TURBOMAQUINAS: TURBINAS HIDRULICAS - 30/03/2015 Ejercicio N 01: para [email protected] y [email protected]
1. Una turbina Pelton es impulsado por dos toberas, generando 4.0MW a 375 rev / min. La Altura piezometrica efectiva en las boquillas es de 200 m de agua y el coeficiente de velocidad de boquilla, KN = 0,98. Los ejes de los chorros son tangentes a un crculo de 1,5 m de dimetro. La velocidad relativa del flujo a travs de las cucharas es disminuido en un 15% y el agua se desva a travs de un ngulo de 165 . Despreciando las prdidas de mecnicas e hidrulicas, determinar (i) la eficiencia del rotor; (ii) el dimetro de cada chorro; (iii) la velocidad especfica de potencia. Ejercicio N 02: para [email protected] Y [email protected]
2. Un generador es accionado por una pequea turbina Pelton de chorro nico, diseado para tener una velocidad especfica de energa (SP = 0,20). La altura efectiva en la entrada de la boquilla es de 120 m, y el coeficiente de velocidad de boquilla es 0.985. El rotor gira a 880 rev / min, la eficiencia global de la turbina es 88%, y el eficiencia mecnica es 96%. Si la relacin de velocidad de chorro - velocidad de alabe, = 0,47, determinar: (i) la salida de potencia en el eje de la turbina; (ii) la tasa de flujo de volumen; (iii) la relacin entre el dimetro del rotor y del dimetro del chorro. Ejercicio N 03: para [email protected] y [email protected]
3. Una turbina Pelton de cuatro chorros se suministra para un depsito cuya superficie est a una altura de 500 m por encima de las toberas de la turbina. El agua fluye a travs de una tubera de 600 m de largo, 0,75 m de dimetro, con un coeficiente de friccin f = 0,0075. Cada boquilla proporciona un chorro de 75 mm dimetro y el coeficiente de velocidad de boquilla KN = 0,98. Los chorros inciden sobre las cucharas de la rueda con un radio de 0,65 m y son desviadas (respecto a la rueda) a travs de un ngulo de 160 . La friccin del fluido dentro de los cubos reduce la velocidad relativa en 15%. La relacin velocidad de alabe - velocidad de chorro = 0,48 y el rendimiento mecnico de la turbina es del 98%. Calcular, usando un proceso iterativo, la prdida de carga en la tubera y, por lo tanto, determinar para la turbina: (i) la velocidad de rotacin; (ii) la eficiencia global (sobre la base de la altura efectiva); (iii) la potencia de salida; (iv) el porcentaje de la energa disponible en la entrada de la turbina que se pierde como energa cintica en la turbina salida. Ejercicio N 04: para [email protected] y [email protected]
4. El diseo preliminar de una turbina para una nueva central hidroelctrica se plantea bajo la consideracin de una turbina Francis de eje vertical con una Potencia Hidrulica de 200 MW bajo una altura de 110m. Para este diseo en particular se selecciona una velocidad especifica s = 0.9 para una eficiencia ptima. En la entrada del rotor el cociente de la velocidad absoluta a la velocidad del flujo es 0.77, el ngulo absoluto del flujo es 68, y el cociente de la velocidad del alabe a la velocidad del flujo es 0.6583. En la salida del rotor el flujo absoluto sale sin turbulencia. Determine: (i) la eficiencia hidrulica del rotor; (ii) la velocidad de rotacin y el dimetro del rotor; (iii) El caudal de agua; (iv) la longitud axial de los labes, en la entrada. Ejercicio N 05: para [email protected] y [email protected]
5. Una turbina Francis de eje Vertical tiene un rotor de dimetro de 0.825m, opera con una altura efectiva de He=6.0 m, y produce 200kW en el eje. La velocidad de rotacin del rotor es 250 rpm, la eficiencia total es 0.90 y la eficiencia hidrulica es 0.96 Si la velocidad meridional del agua atraves del rotor es constante e igual a =(0.4*(2gHe)), y el flujo absoluto sale sin turbulencia en la salida. Determine: El ngulo del alabe en la salida, el angulo del alabe en la entrada del rotor, la altura del rotor en la entrada, evalue la velocidad especifica de potencia de la turbina y determine si los datos proporcionados son consistentes con la eficiencia global establecida.
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