turbinas michell-banki (2)

8/13/2019 Turbinas Michell-Banki (2)

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Turbinas Michell- Banki


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Introduccin

Es una turbina de flujo transversal ocruzado y que presenta como ventajafundamental su sencillo diseo y su fcilconstruccin, por lo que es utilizadaprincipalmente en pequeosaprovechamientos hidroelctricos con

caudal variable. Los rangos de operacin de esta turbina

son los siguientes:

Altura H: 1m H 100m

Caudal Q: 0,2 m3/s Q 7 m3/s

Potencia P: P 1Mw Velocidad especfica ns: 30 ns 180


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Historia

Patentada inicialmente en Inglaterra, en 1903, por A G. Michell,ingeniero australiano. Posteriormente entre 1917 y 1919, fueestudiada y divulgada por el profesor hngaro Banki, esta turbinafue comercializada en forma extensa por la empresa alemanaOssberger Turbinen Fabrik que se asoci a Michell en el ao de

1923 En los ltimos 65 aos esta empresa fue responsable por la venta

de ms de 7.000 unidades en todo el mundo. Actualmente, elnmero de fabricantes de esta tipo de turbina supera la centena. Enel Brasil la turbina Michell- Banki, est siendo estudiada por LHPCH-UNIFEI desde 1983. Ya fue fabricada por la empresa Mescli, de

Piracicaba-SP, en la dcada del 60 y por la Fundicin Brasil dondeera ofrecida con el nombre de Dplex. Actualmente, el pas cuentacon cuatro fabricantes de este tipo de turbina


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Por sus caractersticas especficas,

estas turbinas cubren el campo de

las turbinas tipo Pelton con dos

inyectores hasta la Francis normal.

Siendo clasificada como una

mquina de accin. Presentacaractersticas de reaccin en la

primera etapa.


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Ventajas

La velocidad de giro puede ser seleccionada

en un amplio rango.

El dimetro de la turbina no depende

necesariamente del caudal.

Rendimiento aceptable.

Caudal y potencias regulables mediante unlabe ajustable .


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Partes de la turbina


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Pieza de transicin

Es un dispositivo que une latubera de presin de agua con elinyector

Esta pieza es importante debido a

la geometra de ingreso que tieneel inyector (seccin rectangular ),misma que al no coincidir con lageometra de la tubera (seccincircular), genera perturbacionesen el flujo

El objetivo de la pieza detransicin es hacer que el flujo seams uniforme


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Inyector

En este tipo de turbinas el agua es propulsadapor una bomba , este flujo de agua se gobiernapor medio de palas directrices perfiladas defuerza compensada

Las palas directrices dividen y dirigen la corrientede agua que proviene de la bomba haciendo questa llegue al rodete sin efecto de golpe conindependencia de la abertura de entrada .

Ambas palas giratorias se hallan perfectamenteajustadas


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Las prdidas por fuga son tanescasas que la pala directrizpuede servir de rgano de cierre.De esta manera no es preciso que

se prevea ninguna vlvula decierre entre la tubera de presiny la turbina.

La pala directriz puede regularseindependientemente entre s

mediante una palanca reguladoraa la que se acopla la regulacinmanual.


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Regulador de caudal

La turbina de una central hidroelctrica, est diseadapara trabajar a un nmero constante de revolucionesindependientemente de la oferta o demanda energtica

El regulador de caudal, como indica su nombre, es un

dispositivo mecnico que sirve para mantener constantela velocidad de giro de la turbina.

La turbina transmite su movimiento angular algenerador, lo cual produce electricidad con una ciertafrecuencia preestablecida, que en el caso del Ecuador esde 60 Hz.


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Rodete

El rodete constituye la parte esencial de la turbina. Est equipadocon palas que estn fabricadas en acero perfilado estirado blancoy ajustadas y soldadas a ambos lados en discos terminales segnun procedimiento especial.

Segn sea su tamao, el rodete puede poseer un nmero depalas especficas. Las palas curvadas linealmente slo producen

un empuje axial pequeo, este empuje axial es amortiguado pormedio de los rodamientos.

Antes del montaje final el eje de la turbina es sometido a unbalanceo y un perfecto alineamiento


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Carcasa

La carcasa es la que soporta y cubre las partes

de la turbina, evita tambin que agentes

externos ingresen a ella.


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Canal de descarga

El canal de descarga permiteel flujo del agua sin ningn

problema, desde la salida dela turbina hasta el canalprincipal aguas abajo, paraluego ser utilizada en elriego como es comn enesta zona


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Principio de funcionamiento

El agua ingresa a travs del inyector, dentro delcual se halla alojada la vlvula reguladora decaudal; por medio de esta vlvula, se ejerce un

control de rotacin del eje de salida, de acuerdocon la variacin de la demanda de potencia delgenerador

Una vez que el agua termina su recorrido por el

inyector, ingresa al rodete por su periferia,entregando parte de su energa al entrar encontacto con los labes


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Como se puede observar en la figura , el flujo delagua en el rodete es bsicamente radial; por estarazn, el agua hace contacto con los labes en dosinstantes interrumpidos por el tiempo que le tomaal fluido cruzar el espacio interno del rodete.

En el segundo contacto del agua con los labes,hace una ltima entrega de la energa que llevacomo fluido

Finalmente el agua al abandonar el rodete esdescargada por la abertura inferior directamente al

canal de descarga o al tubo de aspiracin


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La energa del agua estransferida al rotor en dos

etapas, lo que tambin daa esta mquina el nombrede turbina de dobleefecto, y de las cuales laprimera etapa entrega unpromedio del 70% de laenerga total transferidaal rotor y la segundaalrededor del 30%restante


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Comparacin de turbinas


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APLICACIONES:

Fundamentalmente suaplicacin se destina a la

produccin energa

elctrica en pequea

escala, ya se adapta muybien para la generacin en

mini y micro centrales

hidroelctricas:


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Bajos costos de fabricacin, instalacin y mantenimiento.

Bajos costos iniciales inferiores a los otros dos tipos de

turbinas usadas en centrales de baja cada

Pueden ser utilizadas en amplios intervalos de caudal y altura

sin disminuir de manera apreciable su eficiencia.

Trabaja bajo condiciones ideales de funcionamiento, as sea

funcionando con cargas parciales.


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cadas:

caudales:

potencias:

H = 2 - 200 m

Q = 0,04 a 12 m/s.

P = 2000 kW

En este tipo de aplicaciones la turbina, siempre es adaptada

individualmente a las condiciones de servicio (cada/caudal)

existentes en una determinada fuente de agua.


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Entrada horizontal de agua

Entrada vertical de agua

Su instalacin:


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Turbo-bombas:

El sistema consiste en el acoplamiento de una

turbina tipo Michell- Banki a una bomba.

La variada aplicacin de estos sistemas puede incluir

la generacin de energa elctrica mecnica

directamente (molinos, aserraderos, etc.).


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Esquema:


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Caractersticas:

Se pueden construir con material y tecnologa debajo costo en talleres mecnicos.

Aprovechan manantiales, ros o corrientes de aguacon caudales de 30 a 1500 litros por segundo.

Funcionan con saltos "H" de 2 a 25 m.

Bombean hasta un mximo de 60 m y 70 l/s oproducen electricidad en potencias de hasta 60 kWcon un rendimiento del 55%


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Se adaptan especialmente para bombear el aguadesde las partes bajas de los valles hacia las zonas

altas y pueden generar electricidad en forma

simultnea al bombeo.


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Costos:

Las turbo-bombas no tienen tamaos estandarizados

y deben calcularse para cada instalacin.

Seleccin:

Si en un rio o manantial se cuenta con cierta cantidadde agua Q (m3/s) y se dispone de una cada

determinada H (m), se puede seleccionar el equipo

de turbo-bombeo segn el siguiente procedimiento:


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Se calcula el mximo caudal en l/s que podr bombear el

equipo segn:

Q.(H-L)q = ------------ . 550

h + 0,05.L

Donde:

q = caudal que bombea

h = altura de bombeo (m)

L = longitud de bombeo (m)


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En otros casos, su eje se acopla por correa a otros dispositivos

mecnicos, y la energa mecnica obtenida se utiliza

directamente en trabajos de taller.

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