Instituto Tecnológico Superior Zacatecas Sur

CALCULO DE TURBINAS

Turbina Francis, Kaplan y Pelton

INGENIERA ELECTROMECÁNICA

VI-A

MATERIA:

Sistemas Y Maquinas De Fluidos.

PRESENTA:

Daniel Vela Haro

DOCENTE:

Ing. Heriberto Castro Salinas.

PRESENTA:

TURBINA FRANCIS UBICADA EN NAYARIT

Datos:

Potencia: 9.493MW = 12906 C.V.

Caudal: 5 m3/s

Altura: 210.6m.

Velocidad: 720rpm

Primero convertimos la potencia en caballos de vapor utilizando una regla de tres como la siguiente:

0.0007355MW = 1C.V.

9.493MW= 12906.86C.V.

Calculamos la velocidad especifica (ns)

ns=N ¿¿

ns=720 rpm ¿¿

ns=101.95

nsNs

=4.44

Ns=101.954.44

Ns=22.95

De la página 157 Fig. 4.30 con la velocidad específica (ns), se obtiene el rendimiento ηt: 93.%

*Calcular caudal de la turbina y dimensiones del caracol

Q=(5 m3

s)¿

Q=3705.19 ft3

s

H= (57m)( 3.28 ft1m )H=186.96 ft

De=11.7( Q

H12 )12

De=11.7( 176.43(690.76 )12 )12

De=30.31∈¿

*Calculo de diametros

Obtener los coeficientes de arrastre (ф), de la página 134 Fig. 4.12 c) y d) se entra con la velocidad específica. Ф1: 0.73 y ф2: 0.51.

Con los coeficientes obtenidos, se procede a calcular las dimensiones o diámetros D1 y D2.

D 1=ф1√2gHπN60

D 2=ф1√2gHπN60

D 1=O .73√2 (9.81 ) (210.6m)

π (720 rpm )60

D 1=1.24m

D 2=0.51√2(9.81)(210.6m)

π (720 rpm)60

D 2=.86m

*Calculo del rotor

Calcular diametro ecuatorial

DEM= (1.5 ) (D 1OD 2 )+15 (De )DEM= (1.5 ) (1.24 )+15 ( .76 )

DEM=3m

*Calcular la altura del distribuidor

Obtener la altura del distribuidor (B) de la página 134 Fig. 4.12b) con la velocidad específica.

BD1

=0.1

B=D 1 (0.1 )

B=(1.24 ) (0.1 )

B=0.124m

AMD=3D 2

AMD=3 ( .86 )

AMD=2.58m

V=2.7(D 2)

V=2.7 ( .86 )

V=2.322m

L=3.8 (D 2 )

L=2.7 (.86)

L=3.268m

TURBINA KAPLAN UBICADA EN LA LOCALIDAD DE CURUMUY

Datos:

Potencia: 6.366MW = 6366KW = 8655.33 C.V.

Caudal: 19.95 m3/s

Altura: 37m.

Velocidad: 450rpm

Primero convertimos la potencia en caballos de vapor utilizando una regla de tres como la siguiente:

0.0007355MW = 1C.V.

6366MW= 8655.33C.V.

Calculamos la velocidad especifica (ns)

ns=N ¿¿

ns=450 rpm¿¿

ns=458.77

nsNs

=1.35

Ns= 458.771.35

Ns=339.82

*Cálculo de las dimensiones del caracol

De=( Q

H 1/2)

De=11.7(19.95m3

s

(37 )12 )

12

De=21.18m

*Calculo del rotor

D=√2gHπN60

D=√2 (9.81 ) (37 )π (400 rpm )

60

D=1.28

*Diámetro del cubo

De la figura 5.8 en la pag. 183 utilizando la altura H=37 vamos a obtener el diámetro del cubo (dc) entramos con la velocidad especifica.

dcD

=0.45

dc= (.45 ) (1.28 )

dc=0.576

*calcular la altura del distribuidor

De la figura 5.8 en la pag. 183 para obtener la altura del distribuidor entramos con la velocidad especifica.

ns=339≈500

BD

=0.32

B=(0.32 ) (D )B=(0.32 ) (1.28 )B=0.4096m

*Numero de alabes

Para calcular el numero de alabes en la pag. 184 en la fig. 5.9 entramos con la altura H=37

Numerode alabes=6

*Calculo del tubo de desfogue

Para obtener el coeficiente de cavitación de la página 154 Fig. 4.28 con la velocidad específica. σ=0.3

AMD=(3 ) (D2 )

AMD=(3 ) (1.28 )

AMD=3.84m

V= (2.7 ) (D2 )

V= (2.7 ) (1.28 )

V=3.456m

L=(3.8 ) (D2 )

L=(3.8 ) (1.28 )

L=4.864m

TURBINA PELTON UBICADA EN LA LOCALIDAD DE SAN JERÓNIMO DE SURCO

Datos:

Potencia: 63.84MW = 86798.09 C.V.

Caudal: 7.5 m3/s

Altura: 966m.

Velocidad: 450rpm

Primero convertimos la potencia en caballos de vapor utilizando una regla de tres como la siguiente:

0.0007355MW = 1C.V.

63.84MW= 86798C.V.

Calculamos la velocidad especifica (ns)

ns=N ¿¿

ns=450 rpm¿¿

ns=24.61

Ns por chorro=24.1

*Calculo del diametro de la rueda

φ=.47

Dp=φ√2gHπN60

Dp=.47√2 (9.81 ) (966 )

π (450 rpm )60

Dp=2.74m

*Calculo del chorro

De la figura 6.4 en la pag. 209 vamos a obtener la relación del diametro del chorro al diámetro de la rueda entramos con la velocidad especifica por chorro.

dpDp

=0.09

dp=(0.09 ) (Dp )

dp=(0.09 ) (2.74 )

dp=0.2466m

*Calculo de cucharas (Z)

Z=π (Dp )

(1.4 o1.6 )do

Z=π (2.74 )

(1.6 ) (0.2466 )

Z=21.842

Z=10.90

*Forma y dimensión de los alabes

En la fig.6.3 en la pag. 209

*Profundidad de la cuchara

Profundiad=(.9)(dp)

Profundiad= (.9 )(.2466m)

Profundiad=0.22194m

Long . radial=(2.525)(dp)

Long . radial=(2.525 ) ( .2466m )

Long . radial=0.6226m

Anchoaxial=(2.8)(dp)

Anchoaxial=(2.8 )(.2466)

Anchoaxial=0.6904m

Rebaje=(1.225)(dp)

Rebaje=(1.225 ) ( .2466 )

Rebaje=0.3020m

*Angulo de incidencia del chorro α=20 °

*Angulo de salida del chorro β=10 °