turbina hidráulica

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERA

Departamento de Ingeniera Mecnica

Programa Vespertino de Prosecucin de Estudios

Ingeniera de Ejecucin en Mecnica

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INGENIERIA DE EJECUCIN EN MECANICA

PROGRAMA DE PROSECUCION DE ESTUDIO VESPERTINO

GUIA DE LABORATORIO

ASIGNATURA

9562 EQUIPOS TRMICOS E HIDRALICOS.

NIVEL 05

EXPERIENCIA E - 951

ENSAYO DE TURBINA HIDRAULICA

HORARIO: VIERNES:19.00 A 21.30 HRS.





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TITULO:

1. OBJETIVO GENERAL

Que el alumno reconozca en terreno la instalacin de una Pelton. Identificar instrumentos y controles que permitan evaluar parmetros de funcionamiento de una central Hidroelctrica.

2. OBJETIVOS ESPECFICOS a) Graficar y analizar las curvas caractersticas de funcionamiento de una

turbina Pelton. b) Determinar la velocidad especfica. c) Relacin entre velocidad del chorro y velocidad tangencial del rodete. d) Prdida de carga en el Inyector. e) Graficar y analizar la variacin de la energa mecnica con la energa

elctrica. Todo en trminos de potencia. f) Graficar y analizar la variacin de la energa hidrulica con la energa

elctrica. Todo en trminos de Potencia. g) Graficar y analizar la variacin de la energa hidrulica con la mecnica.

Todo en trminos de Potencia.





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3. BREVE INTRODUCCIN TERICA 3.1 Concepto de Turbina Hidrulica Es una mquina hidrulica capaz de transformar energa hidrulica en energa mecnica.

3.2 Para cuantificar la energa hidrulica se cuanta con un equipo Moto - Bomba.

De tal forma que la potencia hidrulica se obtiene de:

PHHQN NBH .76

Peso especfico, 3MK

BQ Caudal de la bomba, Seg

M 3

NH Altura Neta, m.c.a

3.3 Altura Neta

La energa de impacto del chorro libre sobre el labe (cuchara) para una turbina Pelton, corresponde a la altura dinmica del chorro. Dicha altura es llamada Altura Neta. (HM)

acmg

CHN ..

2

2

Energa Hidralica Energa Mecnica

Prdidas

TURBINA





4

C Velocidad media del flujo a la salida de la Tobera, seg

m

2

2

2 TN

Ag

QH

Q Caudal de impacto, Seg

M 3

TA rea a la salida de la Tobera, M2

3.4 Rendimiento de la Turbina

Considerando el rodete como volumen de control, se tendr:

H

eT

N

N

Donde la potencia en el Eje de la turbina es:

eC

nFNe

Para el caso particular del laboratorio se tiene:

PHMFNe .2370

F k+

M R.P.M De esta forma el rendimiento de la turbina es:

2370

76

MB HQ

MFT





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3.5 Nmero especfico (velocidad especfica) Para una turbina Pelton con un solo chorro, su velocidad especifica es:

4

5

n

e

S

H

NMM

M velocidad del Rodete, R.P.M

eN Potencia Mecnica, H.P.

NH Altuna Neta, m.c.a

3.6 Velocidad del chorro

La velocidad del chorro evaluado a la salida de la tobera es:

NT HgKC 2

TK Coeficiente de tobera

TK 0,95 a 0,98

4. DESCRIPCIN DEL METODO A SEGUIR

4.1. Los alumnos debern reconocer loas caractersticas de la instalacin, particularmente la forma en que se genera la energa hidraulica. Identificar sistema de tuberas, medidor de caudal, medidor de voltaje y corriente, medidor de presin y otros.

4.2 Desarrollar, mediante modelos matemticos, de los objetivos

previamente planteados por el profesor.





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4.3 Planificar el trabajo experimental, determinando las variables a medir. 4.4 Efectuar todas las mediciones que permitan satisfacer los objetivos. 4.5 Efectuar un anlisis de consistencia de los valores medidos. 4.6 Finalizar el trabajo experimental con un anlisis general, primado la

experiencia del profesor frente a los alumnos. 5.- TEMAS DE INTERROGACIN

5.1. Partes constitutivas de una turbina pelton. 5.2. Funcionamiento de una turbina Pelton. 5.3. Parmetros de Funcionamiento. 5.4. Relacin entre velocidad del chorro y velocidad tangencial de la rueda. 5.5. Velocidad especfica. 5.6. Potencias; hidrulica, mecnica y elctrica. 5.7. Partes fundamentales de una central hidroelctrica. 5.8. Triangulo de velocidades

6.- EQUIPOS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR

6.1. Medidor caudal. 6.2. Medidor de Presin. 6.3. Medidora de Velocidad. 6.4. Medidor de tensin y corriente.





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6.5. Balanza dinamomtrica.

6.6. Equipo Moto Bomba.

6.7. Banco de ensayo por turbina Pelton.

7.- Lo que se pide en el Informe

7.1. Esquema fsico de la Instalacin del Banco de Ensayo de la turbina

Pelton

7.2. Especificaciones tcnicas de los instrumentos y equipos empleados

7.3. Presentacin de los valores experimentales.

7.4. Modelos matemticos empleados y ejemplos de clculo.

7.5. Presentacin de valores calculados.

7.6. Confeccin de grficos.

7.7. Observaciones, anlisis, conclusiones y comentarios personales.

8.- BIBLIOGRAFA

- Claudio Mataix, Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. HARLA - Wilfredo Jara, Mquinas Hidrulicas, INIFIM

- Gmo. Arnguiz, Apuntes de Clases de la asignatura Sistemas Trmicos e

Hidrulicos (15069)

turbina hidráulica

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