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Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 1: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 2: Diseño de máquinas hidráulicas

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Cclr'pc:y.ar-'i. órr Un Ívr*r,cii tar- ia.

Ar.l l::mnerri*r de #r:c i denter pcirt^á

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Juraclo

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Page 3: Diseño de máquinas hidráulicas

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1.1" 1 cI*rs:iif ic¿rr:ic¡n cr{ii.r Las tur*binasi, ** reacci.on. 4

L , I " :;i Tur.¡y' :i ¿i c.l. ag;; Í ca !, fic:r:ls.:r.na 5

1 , 1 , 3. Velnci rjad r.rf¡rpr:r{:i. f i i.::.c cln un¿r turbin"r a

r'e¿r c c i. mn q

1,-J CrlhtsTRLrCCIfJN ItH t...A ttl..rHDA cl

1.2" L D:i.melnsi.oneg:; pri.nr:ipalE¡rs rjel cánaL g

f .:¡.? Hiscur.r.irri.ento o flu-jo en e.L rir'at de la*:urhina t I

l.?,;1,I l"letcrdo s;inrplif icack: ll1.:l .:'':.;l l*l¡,ltc¡rJc¡ maE cclilrFLr*t::o lJ1.:1 ";J, "l HE;tr.lrJ:ic¡ de* al.uiln.=,*' Hfii{:i.r¡*r.:i :i,i...iit.n:::, , l.-I

1, 3 T[?f.r]tADr) t]Eit.- ALAA[:: ?:1

1,3. I i:'-r;.. i t. ,r. _ .. : .,.ji" :lt

1":3. :: Ti r' .1:r* rlelL rJi+rgr'+ni*.r ere iln f i rete medio. :14

1 .,:3. ;i [.ici.l't::r:¡rnr]i n¿¡cic¡n ds d:i agr*nras ck¡ velc¡ci clades

r:J El c'¡ .l:

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Page 4: Diseño de máquinas hidráulicas

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l.¡+.L t.llii¿¡n der 1;.* rus,:d.r c el. arbol rje lar

tr.rl^h:in¿l"

1.4,,l;: Uniane*s U detal.Les; pcrr.ticuLare¡s.

1. r+..-l Rue*cj;r*i dnt¡Lri's.

t. -1 Df f;i'IR:Htt.tIDr)R

I . *, I fierimv.a ,1. i d*¡ cftirs:i .

t.:-{":;: li:.sta}:r.[r*cinr:i.entr::¡ rje.t rJ:i,*c+nm clel

rJigtribr.ricin¡-.

].:3";i" I Dr:rter.m:innción tje.:'.[ rJian¡c.ltrn DB,

t. 3. :;:.? Núnre,rrc¡ rjel alahs:'s dir,tgc.t_r,:i.cr:+s;,

1. 3":l .3 Fnrnra dÉ' lc¡s *riahr.*:: rjir-ectr icst+s.

1,3. ?. ¿r EsFr"lmor { ) rjr*1. al"rhe cl iy.ectri¡ a lat;¿r I i. cja,,

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D*o t-¡.i.l. Lr.lsi r::,'ns.l::rilü.1.: :i.r¡*ii, cJei*.[ di,utr ibuicjor. S:i

T' i. ¡::r ¡.¡ . 6 s'' (: (l iTr r¡ fi i:Jr:t . h! s

IJt+ i'* 1. I. ci+E v'*r l;r'i:: i. vr:rr; ¡r .r. c:c:nr¿',ri'¡ cji::¡ i n ta¡r. i. mr . Irr¡

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Page 5: Diseño de máquinas hidráulicas

1,3..f.¡r Arii.l..l.c:¡ dr..+ cir*r'r=+:l ci r:Jr* cc¡ntrc¡L c $u cclrrfificjcrg¿r.

l. -1 , ¿r H:r.f'uc,:r.;,:n.¡l snbr.rs l.n::i nrgfino::; rie cfirrlcrfidc:. qT

L " ;J ., 5 T'r a L¡¡,r -i c¡ slc..,: y. r,*g r.¡ L ,ii.i c j. r.:rr ,,

1,,3.á Diq¡tr rhui.cJar^ ciln:icc¡.

1. rt CAl'l,ARÉr Dt::: A{:ilJA

L . 4.. I fiamar¿.'r rJE+ figrrri cerrada,

I " r+ " I . it fi;:r,.j +:r es p i, y'a I Hn mr¡* *:a .[ .

1., tt. t "';:, (l*"ja fii"-:,iF¡'ir'fi'| f:fi cc¡ri*i^e.Lr::¡"

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1. 5 A*:; ¡:r ;i. r ¿"I clciy- cl í f u *nr .

I . 5. I Al;pi. y.¿rcjrur,

1.5,? Dif!::,i,,.,,

1.5.;-.L "'," i.l.i.rJ¿lrj c{eL difunc¡r"

1,5.?.? Fmrnr,n rjel cfi.FuEor.

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Page 6: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 7: Diseño de máquinas hidráulicas

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:il, ;1. :1 5 l.-¿lr 'l:: r,rr.t::i.na de cl.rcrr.,oi,i n.rü.|' .t_:i H.l ru*

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3,:.3 C{)l!Eil"Rt.Jili:IflNt DIt L.f\ RLJEI}A

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3. :3 " :3 Lr :i ag r fln'rc1 de vH I ct c i da de*;

3. 4'IE{)RJA l"l{,DF:ENA

3. 4. 1 Gener.al :irjacles

l{. ¡+. ? lulfutr:rcJe anAL iti.c;r:

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3,/+,?,.1 H..js+nrp.l.oE cle escrlrr.i.nrientms planos

;3, 4. ;-1 . :l ['r';,rni:lf't.:rni*rc iftn rclnf crr.me

.3.:r.:i:: "4 Tranllj.ci*n rje.l. rlrcrrLn ,nl al perfil

3. ¿r, ,ii:" Ii

3,4. t?, J:¡

d*l .1. ¿l .[ a cler I ar¡ i. f¡r¡

N,rr-:i mir*ntm r:lc+ 1*t ci.rt::r.¡L¡.:rci.ón

fi:iritr.ihr"lcj. l¡n cjr:,1 l*is !:!r'fri]:#:iclite*, a Lo

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Page 8: Diseño de máquinas hidráulicas

3,,5 RITI-ACTüN ENTRH I..-Al:i TF.:ÜR]AS CI...ASJICA

HñN[iRNAEi

3" 5" I Fr ir¡e*r. rró.Loclo

3,, 5, :1 Ser.tunijm nrÉtoclt:

3" É CflN$JT'RI..J{:CIilN DÉ LA RI,.IE:NA

3" 6. I Chlcr"llos cle l+r r-uecla t:eniendo

cuer¡ta el arraEtre ds,:r lrus alabe:¡

1" rr" I Del:*i;rr.nrirracibn clel alahe de

turh:i. rra

3.6. U. I Traeadc¡ cJel fian¿{l de Ia r.ed

3, 6. ?. Í D j.agr-arrra cle vr:*loci rjaclers;

3.6.?,3 R+.:rndi.mi.ernto rJet la rueda

3, á, ?.4 D+:+ternri.naciÉn de., la f inura delperrfil

3.á,:{.5 f)r¡tey-nri.n¿lcibn cle la f.uer¡a de

sr.rstr_'n{:aciün Ca,l de.l trs,.,r.f i I3" ó. ?. á E.l.e*:ci.ún del trey.f i t

3,6, I 7 Tr-nracjn de+l alaber

3.6, ?. Et Ci'*.Lcr.rln de,il p,rs.f.uerr.rt:É;

3.á.:l ,? Vt¡y..il.ir:*rcián rlt* .l* :r,t*gur.idacJ F.

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'i :,1 f. t.tl ¡ t,.,'t- r.r.t c.l ¡ vfis

rj.:t ¡''e'¡ i, ';r

4" :RIRl.-I{tf-;t¡6¡::'14

vt 1. I

Page 9: Diseño de máquinas hidráulicas

TABLA I.

]-AII.LA T.

TABI-.A 3"

TABI.A 4,

TABLA 5.

TABLA 6.

TABLA 7.

TANLA 8"

TANLA

TABL.A IM.

-rAnLA t 1"

TAALA 1:I.

'rAH,t'.A :!. ;5,,

'rAa[_A 14"

TAfll-¡4 l:i,,

L.i :¡ lli ! ír, i,,r -f\l.j

'l-j.pHsi rjer turbina*; fi reacciC.:n

V,r.[or*i"s rje ul U ( )

Val.mres de+ ( )

Iti+ii¡r¡dinr:iento cle scuerdo al tipo de

cJ:l f'usmy.

Diámetro ( )

Cmef i ci ente cle ec,be I tE+z S=a/b

Hs-'pesor ( )

De.rspLauamiento del Anillo de

c i. elr.re 9á

Valc¡r'ers de ( ) c ( ) en

'Func:lf¡n dr+ ( ) l{¿tó

Val.ort::s de* ( ) C ( ) Fara lasdi f'ey.ern'l:es cclrrrándci$i. lVr.T

Va.[nr'**El dri+L f¿ichr::y. ciei+ €]c:lu:iIibr.io 'Nil tn-l{.}t* :i 'L*'r- j. c¡r* $ri{rfi s.r+ L rlc--c i ftn de 1

nrxter'in.l lL{¡U¿rlnr-eli; de* ( i,, lf?V;*.[ clr-e:¡i rjel ( t F,i].I,'¡t I "r ceiffal^a l;j!Va.[r:"rr' d*:l pt+r'(:J:¡. r::1,:rsá i::r(]r. vc,J.mf:i rJ.:ttJ

r.r:tsi1::ant:*.1 ( i l;:6

4

B

30

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74

75

Univrrsidorl lulonomo da

Page 10: Diseño de máquinas hidráulicas

T/.lf.t-A 1á. Valmrer*, para conr.ptrucc:i*¡n cle

di {,r.lli;mr de cccJo l??T'AP,[-A 1'7" Vt¡rlr:y'*..¡-+ ( ) r?n -f, p*Itun" l3¿r'rABL.A ltj, V*.|.fii^ee ( ) Fcjr {:frr:jcluEr en

F$l:|. t{:irl l4¿r

T'AP[-.A L ?. Va .l ny.esi, de r:::r:e f " rc]H frrTr i. en tm { ) I .Zó

TAn[-A :;:üL, []:iiriensir-rnsils t;lt;tadj.i*tic"rs paFa

!-urL:inas h&l:i cels lgt;,

TABLA :{1 " Nú¡nr.ly.o de a I abes H;rpL an--He I i ce ?J-lTAPLA I;?. r./al.ores de*r ( ) ( ) en perfiles"

der aviaciün ?JT

Page 11: Diseño de máquinas hidráulicas

I- ]:GURA T.

F r,'':,'

r-¿tuuttA J.

¡ ¡ '.,,iJ tl' i 4,

FIGURA 5.

FICURA á.

FIGURA 7J

FI6URA B.

F ]:GI..JRA 9 "

FIGURA 1CI,,

I..-ITJ'IA DE F I{:ÍURAS

'l r-..'r r,'r dn rje I a

t+ :i. firF L i. f i c¿¡rjc¡

l^r*rJ nrétodo

' ''....,c!r) íp¡íRcto

I f'{::l¿::ÉtLlr*r dñ! .trR f ErCl

D i. s t l^ i hu c I rJr I ririi ciGt vE? I É r.- ¡. Lr6LrtsrF

Rt*n d:i nr l'. en to

Fi lete merjic:)

CanrL¡io hrue,co rle la velocidadl"lÉ'l::ocJn gráf :i cg3 cfe. Br.aun--Neeserr

Di agranra cje velr:lci dacjes por

nrhtodo de P.raun-NeLas:ier

"l'rar.*do r1e I al abr+ por ctrno

1:t

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7,7

33

34

FTTJURA I.I.

F J:ffitJRA 1:;I.

FIfiIJRA I.3"

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{:fin f {:lr.rfrF¡ 4ü

50

ir :i.

' ¡rclr

Page 12: Diseño de máquinas hidráulicas

F I GI.'RA I-7 .

F I{ilJFlA Lfi"

F.tr;g¡:16 1ít"

F]:üURA ?O"

F IGt.TRA ::::|..

F:'I GIJRA :::;:.

|:r I {ltJR/t :;:;} "

ftr I fiLJf{A i:i¡+,

F I {:|,JRA :::'ii ,

FIfiURA JJ6.,

FIGURA ?,'7.

FIGURA Ig.

FIGI.,|RA T9.

F'IGURA ::]O.

FIGURA 31.

FIGURA 3i.:

FIffURA:33"

F I GLJ[?A "J¡.r "

f: T GURA :3:::i .

F I GLJr.tA :3,5.

F .t fiLJf?A :37,,

F I fiLJFIA :3TJ.

"fo¡:16. g chstvF:llta

fic¡nc¡ g chave l:¿r

[]]..*t:m g cl-tfivetdl

l:! I.i'r 'l:ff g ca::ir{.{ll i I .l n* cJe:

[il.] r='cja ti dr] [:¡ I üt$

liiis¡:ri y' ;¡ ¡. I ng,¡r. i.'t:nr :i. c¿.r

'L'¿rr;c¡ Dr::¡ "i 1ffifiü-4

C¡*r;n tln;' l tiltillil

i}:'rns {:: r-u c.c i rlrr gr"tr f i c;l

Ah+:rrl:ura mln irra E¡n.l:rer

Punto de cont;rctn

Camara de agua abier.ta

{laniar,n en es$p j. ra I

Pol igc¡no fun i cu lar

ar.r Rstt^€?

clos; a I absrs

55

3-7

513

6L

6'7

ás

'7A

7'¿

77

79

79

B[ir

f33

8/+Curva fin"rll'lc¡n tn .j el de ,:l L abe

i.nter.ior.

Bi.eL¡r:l

cclrrando

{lnnran da e¡t ter. :i c¡r ¿.r .1. ¿rhe,,i; mc.rh i l. es

c:ffin e{}?nÉ?Ei f'uncJ:i. rjc:E;

{.lr:.j r r¡ e t r:l Í¡.1 f} J. ri.* t.rrfi.r- ¡ t ¿.r r. :i n

fit;¡*i i n€*t:e*¡ F¡rri.'c-:r IJn.l *.

l.ry. r,:.ln $*-egi .|:f¡ [ra

lan.lanc*r n(:.lr'ffr+-{l hi.r+.ir., .i

rl.r PtLr1^¿t

8{r

f37

{3F-l

É19

?ü,

clllJ

:.íLL

cle

9i;1

Page 13: Diseño de máquinas hidráulicas

FIGURA 4:¡. An j. L.Ln de cierr.E+ pár.a t,

Fc:tHncias .i lOlil0 rv,,

F I GL,,RA

F T GIJRA

FIGURA

FI{iURA rr3.

FIGURA ¡+4.

FIGURA 45.

FIGURA 4ó.

FIGURA 47.

FIGURA 48.

FIGURA 4Ir-.

FTGURA sCI,,

FTGURA 51.

FIfiI'lFIA ::Ji:,.

F I GIJRA 53 "

FIfiLlRA 54"

F::I GI.JRA 5::i "

F I6l.,lRó 5É¡,,

F I fil.Jl?'.1 5'7.

9:J

?5

?:i

95

3f7,

4ta,.

¿+1,

'., i:'+Lt+'l:¿t en f.unr:Jí r:iór¡

Harr'¡ der ru lrtur.a

An i I Io cft: cierrE+ p;rrá F¡o lenciaE

{ 1Aülü cv. 9li

Ani.l. 1r: de cier.rer pfiy-a t, cnn

lEfiltlü { potencias¡ { l5@pjm cv.

,4r¡ i L lo de cier.re, para gr.andes

trrr^binag " Cclm"tn clo de dos

servclrrÍJtttl^es "

Di r¡tr.i bu i ctor. cún i co

CAnrar.a en espir*r.L

CAnrara de* e*;pir.al. aginri lada a un

tmrmi. de

Cnrmna con hagt i. dor.c_=,si

Fi .lete l lr4u:i cln en e'.[ cli f r"l:;c¡r

Di fr.¡snr y.elci::n r:Érr.icr_¡

D i {'u siny.

[{c+irar t' :i. c:i t¡n rlq.i' vr..a I mu: i rJa.cles _

t'{i. cjr^ncc¡nm dri:r t^ih :i .l::e "

l-{:i cjrc:ronr: rJ*: f.Jmc¡cJU

l;lu.+cj¿:i dn un :::ic¡.[c¡ ingei,ctr:rr.,.

Var:i.ar;: irj¡r.-"¡n dt+l y.e:lncl j.nr:i r"*n.l:c:

I.i:i. ffieil s:i {:lt"lb¡si ijs.r .1. *,i .l a he

cl:tn

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97

I Utg

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113

l;;11

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13A

138

t;J3

1"T'Z

13?

:::i.ii

Page 14: Diseño de máquinas hidráulicas

f: I6t.JRA :!f3 "

FIGI.,lRA 5C'.

F I6T.JRA áf,:'I"

FICIJRA á:I. "

f:IGURA á];I"

FIGI,IRA C-r3.

FIGURA 6I+.

FIGURA á5"

FI6URA áú,

FIGURA 67.

F IGURA 6f3.

F I GURA J:,?.,

FIGURA '7A,

F'IGURA '7I "

FIGI.,lRA'7J1.

F'IGURA '73.

F I Gt.,| RA '71+ .

FIGURA 75.

Arrgu.ln ( )

f,mils*t¡^ucci¿¡n cle'La

¡'i .1. .:r hr¡

punta cJel

lln'Lr¿id¿:i del iirgll¿l aL alatre de lapc+ I t(]n

Ds.+tery.m j.naciñn gr,frf Í. r:;r cfu.* l"Jt:,

"l'r',:'igr:ilrl.:clr Ía i. cjr:.¡a.[ ds:+ l.lr.rfl

I:)Hr''L I cu .l a

Ds*t:ity.ucciÉn dc,l I n.rfrter. ifi I

Anguln ( )

D:i algranra c|e ve I CIc i cjflcjes;

Ansulo( )g( )

Dano pot^ choque g corrosi&n

Dinrensiones que modifican lacurva de rendinriento

Traha-io deI g{-'1 i.i .r ,*,.1 ln cuchara

IncL inaciC;', de la cuchara

f nr:l inación de lcl arista de

s,n L i cJa

Inclinaciün rJer la ar i. sta de

en trada

Hl chcl¡y.o Hn el "q.[,:rbe con

di r-ecci d¡n re.¡.[.rt i. va

L'liuque sin *rs;t:t:t: arJur.¿.,r

{lc¡rrrsccionelg cle La cur.:frara

la

14.{¡

t4t

l.¿rl

I r+3

143

r44

145

146

147

I ¿rB

150

15?

15;r

153

l5¡+

15r+

15 Cr

)tt.v

15C¡

Page 15: Diseño de máquinas hidráulicas

FI{ÍURA 76.

:

FIfiURA 77-

FIGIJRA 7S.

F I fiURA '7C} "

ftr I4í{.lRA {:ittf "

F:Iftit.JFlÉr flJ.,

Cclnstru cc i e¡n rJe* l a tr.*rgectcr i arc+ I a't :i va

T'r'¿'l$eci:aria reLativ¿r cle tr.espunl::fir: U ef'c¡ctcr rje.L .lngulcr ( )

f'lcJr¡:rv'p,";6.*¡ t;¡ c :i. É¡r¡ cJe I *¡ L a k¡st

V;rr i. a c :i. t¡n dr.+ [:: r::: (:::c]ri n

\,';ry. :i a c i. C¡r¡ rjr:* l- n.r {::ofi n

.ta agu*i;¡

dei r.

15f.r

l5't

1::if;:t

I lSii

t.5fi

t:19

tJ*ri' :i. {t{::: j. ¿¡n fr}fi r* L 1::cttTi,:tfti:} C I a

d.i.r.+cc:! *ln cjr¡ .l¡r f-r.ler;,,:a

rr+Í:it.i J.'l:ant*¡

FIfil,iRA f3!. V¿rri.aciür.¡ cle Las f-r¡er¡ag en

f un r:: i. ün dF l ¿ir vel I oc i rja rJ

F,I Gt.JRA 813 " V,*rr^ i ac i ón en r¡ I .t: i enitro

F I GURA E/+ " Secc i ón pe I j. gr^r:E¿l

F I GL/RA 85 " f nuector. Fe I ton an t i guo

FI6LrRA Éró. .[nUc¡ctnr. ar::tual

Fl:GtJRA tf7. lir.+rvnmotor cje l,*r a?u.ja

FIGI.JRA É¡fit. Ansuln:+ ( ) ( )

t-lGLJRA fl9. t?c.rtJ dr.l Ii.nr:a,i; rjr¡, {:::{:lr.r,i+i.¡nte, q

+:+r:lu :i. F fi'hɡI'l C i. *.[ t+r,i

159

1ó0

161

1á?

1á3

165

I d¡8

fr I fiLJI?A ?kj,, [::'uri.:t^;:*r hm¡^ i ;:r:rr.l:a.l snt:r.cr

f:IfiUHA 91" Val.c¡r. cJe¡ p*r c;ln .Fur¡r:i.t¡r¡

FI6LJRA 9:t:. nj.;i:::;ién r:Je t¿.r asu.jx

F I fit.JRA ?:.3. l¡r.qi+si:i ñn es;tá,.¡ t :i i.. .

FI{iitJRA 94.. i ,,rr¿;[qJ¡ eJin"trri *a

tá9

t7a

I'7t

t7?

17:-{

173

Page 16: Diseño de máquinas hidráulicas

FIGURA 95,, Va'lmres de la presj.bn 17.3

FIfiURA 9á, l?c¡ianriento uiec"tnicc¡ lZ5FIGURA 97. Re*sc¡rte de, su$pefisi.b¡r [iZFIfitJRA ryEl. r\L:r.'.+v'{:ur,* c cierre ck*r ingector L-I.T

FIGIJRA 9t7. [::us:.'r-rá sol:r-ei r¡l r¡i:,i,i:*n l7AF IGURA 1üilEl. Íie;+nt:i tJa ck:.r.l. nrovinrÍent.a rje ta

asuja tB0FIGURA 1et1" Aq,tu.ja rJe unfl E;r:J.¿.1 p:ie*ra para' tr.lrh:inas pgnqils*nf.irr" lBl

F.IGURA 10Í" Aguja Hn dcrs pie=as Fara

turbinas gr.andes. lB;l:

FIGURA Lü3" pistf¡rr de equitibrio tftt:¿

FIGURA lf0¡+. Aguj,.r comancJ¿rd;r por paLanca U

trierla IBJFIGURA tfA5" ut1u en funcifin c1e nS,, l$;JFIGURA 1{¡tó" Deirf lectmr tg4FIGURA I@7 " Esf.uer.ro rjet chorro ssbre el

tJrirflectmr lgáFIGt.rRA Lül$" l:::',,r{:: t;c¡r. u}{u cr:y-r.j.gr* forma

t r. an s!\"/glr. liiir:t l. cjrii.l L rjp.l.f. .[ eir c.t mr, l Bá

nrIfi(JRA 1.üil?,, '1":i tr¡n cle rje.f..tr.rr;:: t:{:¡r, F;ir-ü ccrrrerdr

. t.:t:lr'.1::.¡. lgzFI{il..rRA I l. gt" l-:i. F¡n de dc;.r.Í, I sI.f:: l::f:it^ F,,j-.rr.fi c-:arrer.f*

lcly-$;,',t I fi7

F L fiLlRA I i 1 ,, lutc¡n ta.j+*s dÍ,) ;:r.r.lin.[ g cc¡.j :i. rrer.t:es l fSfJ

¡:v:r.

Page 17: Diseño de máquinas hidráulicas

f:IfiURA 11:I.

FJ:fiURA 1 I3,,

fr:tffiLJRA L l¡+.

FIGt.tRA 1.1.:i"

FIüURA 11.ó.,

FTGTJRA IT7 "

FIGURA T I.8,

ÍTIGURA 1I9"

FIGURA 12A.

FTCjIJRA I:1.

FIfit,|RA 1f;:.

FIGURA 1::J.,

FIü1' l;'r i.3¡+-

FIGT,|RA 1.;:5"

FIfiURé 1.;;::ó.

F T GI.JRA I:;::7,,

[ii. l'er:: 'l:c¡ DL i:,iuhr-el c--h$r.r.c¡

Ii:i.aBrarra a.f-si.ctadr:r pnr. pclrdi daE;

Flclr vel .lc¡ci rj;,rrJ Í.Éiril.: .:.rr¡tüir

lii.{''r-=:r: Ln d++ n1 {:,-(:irl rHs;i::*.1 r.*.rr á ( )

V'i.*h¡ de e¡Il.ci.:irrrht,n'j+iir {:.li",i una

t-t-tr[:i.na pe.[tc¡n

D Í ag:.'anra genera I rjr* ve I oc i rjades

6u i adm cje I crgrJfr

Dj.rrenEiones pai^a trrrbinas llaplan

Di.agrama de velnci rjacj Far^a kaplan

Cc¡rr ientes rerct i I ineas

FluJo a ln largo cje un cnclcr

FrLu'jr:¡ alrercJecltrr de ur¡ c:ilinrJr-s

circular i nnrc¡b:i I !J una

{:r.rf.t^ i etnte ¡,.ect i - .; r.iFiit.

Rri..lmr:rl. in': fr trave.rs rjel un

c:llinclro circular.

Flu*ja con re¡no1 i.no *rLrededor ds*

un rilincjrr c--Ír.ru.lar. frr.rnt:gs

'::;;ilflr.ft-' el c:i I i.ndrc:

[:].r.1..i n cctn r.enill i.nc¡ ,.:l.r^elr.k*cJor cje

un ci. li.nrjrn ci.r.cu,r.ar . puntuE

{'uera cia*1 r::i. I i.ncJrc¡

-f r a n s'f' m r. nt ¿r. c:: :i r1 n c. c r {" r.¡ r ¡ir r:i+

l-. :i. r¡ H as dt* c fi] r. r' :i el lr {:: e

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Page 18: Diseño de máquinas hidráulicas

FIfil'rRA 1:,;l[:1,, t"ld*t$clg¡ {Jc? Tr.+.:fft;.r ?t3F:tütJllA J.l;L?,, r_rrir.;jr*n cle l;.r círcul¿rción .^{?s

FIGIJRA .L:3El,, F{elI¡arti.cibn rjqi: r}r.+..¡rÍi:i.c¡nes.. a L.,

.[ c?r'ürr de ]. petr f i. .L ;lf #FIfit.rRA 13L " P¿r.r;c¡ dci+l f Lui.dr:r Frerr..te.:ctn a]

.f I u :i rjc¡ r,eia I Z:;lt]

F I {;iLJRA I 3i-. ,, f{rn¡:t¡^s,,1p.'1r t *r c i. *¡n cJer fia U Cu¡ ;l3Lrjl

F:tfiFllrA L33" D:i¿:rgy.¿irrra frn l.¿-r.r' dc;r 1....:i. l:i.+rn.Lh"rL :;l;:JL

F I GTJRA 1..3¡+ " T'une.L rje v j. ern.Ln IJ tFIGLJRA 135" Fr'.+r f i I de crn''aF¡rs*nrI:ir¡i.*ur¡tn dert

f I u :i. rjr: ?3S

FIGURA 1'3ó. Di.aÉrrama de ve.:rmr.:idarJ Fictici.a i:38FrfitJRA 1;J7. cm'r:e¡ ci r ind. ic* rJE+ urfi tr-¡rhina

l;:¿.rpl;iil I¡+lFl: fii.JRA 1:3f3,, Fuey.tit¿l$j {jlrJcl s.i(.:} F¡rrii.r,.::;rnn{:: an en el

a L;.rh¡ei " ?.47

¡r t ,l .1. .l

Page 19: Diseño de máquinas hidráulicas

HEIJJU¡4EN

Ht ab.jel:iv,n princiFaL de e$te¡ pr.nuectc es eL rje

F:r'c:}dt.lc:i.r. LlTt nlüritu;tl para eL clisri,.lr+c¡ U la c6nst¡^uc.:ci&n

drl turLrin"lsi tr:idr,,rfilic¡r+ tnnial¡clc: G!il cuantcl ras t:glr:ri.as

clás;ic,n*; rr¡ods.lr.n,tgi g l*ls de lnE errrpiricr:si C

+:lg:; l-¿.r d l::+ 1:: i. C:,"lsi rt{:::Uffil.l L adag F{::}1,.

f abr :i c.nn ters,

cli sen;rdnre:; u

Para 1l+rvar ¿{ c;rtrm e*il:f-=} es:itr..rr::! i.r;:,se hn tJivicrirjcl fii}rl

tres p*rrtes asL; Turbirrat; Fr¿:lncisr "l'urbinas peltorr rTurh:i.n.rs" H,npl.an U de HeL i r:e. para cada una de lascuaIes Ei+n :incJic¿iin rns ur.'r::imr:rr" n¡étodc¡s apIicadosbig'"rdr:s err te.ror i ag g cJatc¡s eln¡trl r i cos I levados a cabrifund¿rmti*ntalmente por el F¡¡^r¡fesor BoVet C disenadoressu i i:t:s.

,to" este rrrónuql '=€l

quie*e br-indar^ fl ros esturjiantes e

ingeniern= cr+.+r. ar*a rjer .r.a rnec,?¡r¡ica hicJraürica lrn

teil'Ln flr'gcrniriarJr:¡ pcrr-a ei.l cJi.r¡,e..lnr¡ de Lms diferelnt+*siti¡::i¡3"; tlq:.¡ turL¡inasi; ¿'lntjH$ ¡ti+t.lc:i.r¡n*rcl;:ir*,, F_l ter:tc¡ puri*r1el

gny'v:i.r r;.:(i!!'rr(:l gul;.r r.?n cuÍ,,tiii:¡f:i {:l Lambi.r.¡r¡ cc}rfrr} r.eferelnc:i*lpflrfi lmtl;:ingp-,¡¡¡li.i.rr,{_-¡gi qufiF:i+er rjslrJi{:lr!fi.!r.¡ a erste tipc¡ ¡:le

t y'a Lrm 'j r:,

UniYrnidcd lutonomo da Otridrnt¡

¡6¡¡ [illhrxo

lít )í

Page 20: Diseño de máquinas hidráulicas

INTR(IDUCc I ON

Ten iendo Ern cuenta I as grandes r€lcurscts enérget i cosde nuestro pais g la incipiente fernración tecnorbgicaen este caffrptrl¡ como ta¡rrbien de ra carencia r,e

inf'ormación sobpe las investigaciones g avances enesta a'.*ai se tiene como objetivo contribuir en eId-esarrol lo rje estar car,Fo.

Una tur bi na esta co¡re;tru i da poF un por un tra¡aclodeterminado poF las dimensiones siguientes :

H = Altura de caida (cabeza),

Q = Caudal nonrinal.

n = Velocidad de rstación.Estos tres Farametros perrriten calculap la FotenciecorresFondiente evaluando el rendimiento óptimo.

Relacinnando tmdos lns Fararr{:rtt^r:$ anteriores seestablei:en ra*' ca*acteri.stic"rs rjm funci.onamipnt* qur+

a su veu est*rn af e,r:f,acl;rs pr:!F l,*rs pet^d i das deCclF$ár c$nAJ.cl!; C duCtO5; dS* tr,*ng;Frnpte,

La cai. cja trrut¿r no es jianrAl* r-:r.rnsl::an.le, para lasinstalacj.c:netl; a trorrjq.l rin esta vari.acibnprinciFalmatnte funcibn del. cc_lrlrJ*1,

Page 21: Diseño de máquinas hidráulicas

(-)tro aslpefito inportar¡ Le

el cl¡flque ctet f lu i do a

de{;erminará rrrecliante elvelociclad,y.e1*rtiva t^f1 cclii

De acuercln a este alngulo

en lent¡rs ( lp, I9A ) s

en eL dlseno de turbinas €ts

la er¡trada de Ia ruerja, EÉr

ñngu Lcl (2¡ j que hace lala velocidad Feriférica Ul.se clasifican las turbinasr¡:ldas ( (pt < 9A ).

z

Page 22: Diseño de máquinas hidráulicas

1 . TURP, f NA Ff?AhIC I S

1.1 GENERAI-.IDADh.S

1.1.1 CLaEif icar:ión rje tur^binas a reacción.

E-n las tur.bi.naci des egte tipo solanrente u,::.rai,.te cje

la enerrgLa hidraül ica * l¡r r . . .., : r*rJete esta.:':i-jn l¿:r forma de energla cinéticar la otra f racciónse encuentra en la fornra de energla potencial de

Pogición C de presibn.

La energia a l,a entrada de la turbinar estaf undan¡ental,nrente baJo I a f orma de presibn, La

velocidad del agua es b*.j* c es el distribuidor elque ejecuta la transfornración p¿rrcial de la presiónen veloci d.qrj. Recordemos las di f ere¡ntes exFresionegidel gr.adn de accibn.

ReLacimnando la energla Fotenri.al ¿rl inter.ior rje l,nruecla ccln 1a ene*rgla h j.drauL ic;r tc¡taL dir¡pnnible.

Pl Pa

P¿t Pr

Page 23: Diseño de máquinas hidráulicas

Las turbin,as fl recxcci.e¡r.l E,on

tota L ¡ pctr L cr tar¡ tc¡ e L

g;i rrrt.l I tanc*anren.t::e., r,;,nhr.e tr:na

s:ienrpre de ingeccil-rn

É¡.¡.Jua es distríhuida

L;r pr.+r.iferia de* La ruecla,

Actualmente rc¡s cmn'utruflt:o*eE h*rn F¡uesto $u atenci.f.:nen Lng:; sj.q,r.lj.e:nt+*s tipns de tur.hin*r a reaccic¡ni

TAALA 1. T j. po* de tupb j.n;r a re,accián

F1,u.jo dentra de* l¿rrueda

(ns ) a I tur¿:¡

]. Francis radi"rl-a¡:i.al

( centr i peta )6E-350(43A> ?a-4nñ

T. Hé1 i ce

T, HapLan

a¡riaL

a>::ial

5AA-1@0a)

3sa-15AA ?-50

L,1.? Teclr:i,*s cl.AEicas g morjepnas.

Do,' teor ias rrepmi ten el estr.ldim del f lr¡ *jo en ra ruecJa.Unar la teoria clasica¡ se basa Fn la apl icñCi l-;;1 ¡.._

I os teqrema de Bernou .l 'i , .: ,, -.., r .t. 6r¡^ a pequenos

filamentns o hi r-' .[rr.ui.cJo,, r,er. flu-jo. se concibe''t{..:r eEta teorla no es válida sino pat^a una cascadaconpuesta tror un nu**rcl infinito de alabes.

Cada una rje el I as gu i ands un

Entre nrAs grande es eL r¡ümero de

estu di adn r m€r *iop de'scr^ i l¡e

filarnento liquldo.

alabes de la ruerja

esta teorla su

Page 24: Diseño de máquinas hidráulicas

f .unc i onam i en to.

De otra parte es necesario introducir Lascorrecci cJnfps cuanclc¡ el n&merro de a l abes es f i n i to,Esta teerla scr aplj.ca a la;; ruedas n, pequenos c

nredi ns.

L,a otrar la teoria rroderna, Ee basa en apl icaciün derl

t-eorema de Kutta-Joukourskg ( circulacibn de lasvelocidades arrededor rje un obst,hcu ro aisrado ) ,

Solo ser toma en cuenta el perrf i I de un solo af abe,pero en res carcuros se introcrucen las correcci.rfi*srpara tener encuenta la presencia c{e otros alabes.

La teorta se apJ.ica esFecialnrente á las turbinas cugong eE eleivada.

t. L 3 Ndmelr.c¡ de rev.oLr.rc:inneg R$ipel clf icas n g de l¡n¿r

turbina fr re*¿rcci.ón

una turhi rr.* est,r rjer::ernri.nacra pclr. lo$ tr.es rjat*s;siguientels¡

aL tura rje la c;.iridn ne.l:a H En m.

Caud.¡1 nominal a En ulr sec.

Velor:i d¿:rd del r.ntacicn n en t^mp.

H

Page 25: Diseño de máquinas hidráulicas

Don de 1 a potern ci a :

,Ia, r¿t

73

N I es el rendin¡iento total

construcción normal puelden

entes;

R.endi miento Ni : O, fl5

FequellAs

Icv]

de lrl turbina. para una

tonrarse los va I ores s i gu i

E"87

rredi anas

g.9a

grandes

t i enenActualmenter las

rendimientos magores

E.jernplos:

Francis : Central

Kaplan I Central

turbi ñdEr

f'far t i gng-Bourg LO0¡OA

Verbois JISOO

n '- rPnt

H '- Altura de

Nt- Paterncia

granrjes

al qOZ

de

de

CV

cv

?3.67.

?4,0'I

El nümero de Fevoluciones

..,se def ine como

" .vm'H.w

especlficas de una turbina

caida neta

de la turhina

Se puede cleterminar una

caso cje la turhina pel tmn r

va I mres prr¡p j. osi de 1 a

Francis-Hapl,rn ).

quer conrc en el

en funcibn de lns

estudiada (aqu i-

relnciün

deeln

tur h i r¡a

Page 26: Diseño de máquinas hidráulicas

Tenenros !

Pi 3 f)g" ;: t. /zq = ----* Il:t (------) cs (lteHl4Dl

Caudal cal cu l,nclc¡ en la senci&n de sial i da

Ul =

Dl=

PitJln

óEt

r/7óCIUl ( Í:eH I

T/?= u1(?rJH)

Pi *n

pi ó0 ul l"sHl/j .Z Ds Z t/?a = ( ----------_____)- ( ___-___) Cs (?eHl4 pi*n Dl

De cjor¡ rje :

Resu I tande;

Nt=? s/?.1 9mE Jt't f D:s H(?,;l) ul (.----) . Csflt75 Pi Dt n2

Introe,uc:ienr,n e:-;te varnr r,el r.,n pnt:r.i*ncia a ra e¡ítrre,,i Ctn an t+:lr i. ur^ der n , r {::fi:rrt:.lTrffi,:i,i r

U¡irrsidotl lutonomo da ftcidnt¡Dcpfr Sibllcfcco

Page 27: Diseño de máquinas hidráulicas

l1 s = 5'7& uL[-]s

( CslD1

[-ms* va I mres¡

I i. nr i te¡si :

TARl..,tl ?,, V*:r I or esi de u I g cs;

1 /?..4-tt

in{:rurjucicjtrs; Vcll^ L SD eI'¡ los siguiente:;

r.t t

ul

ct

-------. o,B

----*-'- _:1" h

1.?

3.@

FRANCIS

HAPLAN

i.^,1". t "

------- 4.4 ------- '..1" ::5 -------- A. ó KAPLAN

Actuatmeriter se t iene la tendencia a alcanu a,^ valoresde ü¡ elevarlos. por una parte se busca disenarturbinas rapidas para disnrinu ir las dirrensiones de ranráqu in"r g por cfJns j.gr¡ iente su costo. por otra partese desea nranejar caudales *levado$ par* disrrinuir elnumet^cl de grupos, Et tope actual se situa G?n lc¡svalores n 5 comprendidos entrei lCI?i0 c 15AO. Elpel igro de cavitación €¡s un obstAculr: para el disenode turbinas cgn ns ihas p:levadog,

Al p¡lr.eüer p.:rrfi evitar eti;t;e

cclocar la rueda por de*bajn

cánal de fr.lga dell agua,

incr¡nven iente se Fuede

rjel nivpl'de salida en el

F

Page 28: Diseño de máquinas hidráulicas

Al tratrajar la turbin.r bn.jo un;.r prr*sión mas erevatJa

el fenñmeno cavitaciün tj.ende {* clesaFrarecer.

Esta snlución l leva sin emhrarg* a aumentar ros;

cnstosr delLri.rjm á lasí ri.r¡:cfrvn{:::inn*s* Fat^a implantar laturhi na"

El v.rl.mv' nrini.rrrn rje n esta elllr:rr:l crñ g 7vJ r pr.Tl fl

f:ur'l¡i nas.+, a y.eacci. hn.

1.? C{'NST['tUCCIr]N DE t._A f?t_rEDA

l.?. 1 D:irnensir:netsi principalers del Canal

Conociencja l¿"1 potenci.n U La r¡elociclad esFeclfica de

la turbina¡ se puerle determinar su tamano g su tipo.

Las rJi.menEifines rjet canal c el rndete Eion daclas Frclr

I a e:{ p+ily. :l en c: :i ¡¡.

lr+:l I I +:rg,*r pv'Égre$iivammn{:ei * un puntn de equ i I i br io ds:+

unfi cmn$tru c--c:i. ün y.c:hr¡si,t¿.r F,{:¡fir¡ cn:;itc¡s¡.t g qHe tenga I a:.:

cl inrfii+ns3i.Ílne$i, r{il{i: a$eBurFln l.ln mf nirrrr: cJe pérclicjas.

R+:+s'u.[t*rdn¡:i d¡.¡ egir::.'rr:rf*ticas, cre log faFrricantesrFFtsr.ltT¡F:* en furrcj.ün de*L r.t5 C en f.crnra gráf ical losval*res tjel las ve, lccicjadeE especlficascmrrEsl:)(:ncl Íentes a las d:inrr,tngi.nnes s j.gu ienteE":

Uni¡níüd Aubnomo da ftcíJrntr

llcoft Eibliorxo

Page 29: Diseño de máquinas hidráulicas

tlnt/2

.g (2..,r't¡Dn

ule

ul i

Dl.re

Dli

Pi *n

u?e ----- Dlte

trti -.--- D?i

u las relaciones! Bnr Ler Li

D1e Dle

Estos v;*lnr.es; rj¿rn indi cncione*s

pu*=den ser. morJi f.i cad¿rs. ss"lgün

constru cci br¡

um --- Dm

uE --- Ds

D1 i

ge;neralesr las cuales

I as neces i claclers rje

ladn rr larjr¡r la turbinar

d:i irnrmtrm cln sa I i da cJm I

ar'án rJe L a s,pccc i. fun

i. clll e

Se pueder pclr lo tantm rj:isenar el peirrf i I interior detrodete H las progecciones merirjianas de las aristasde entrada g de Eial i da del alabe. La cuFva interimrdel perf i 1 G?s generaln¡ente un arco del ctrcu lor lacurva er:te*inir- 5e tr"rra de fornra que favorezca un

buen es¡stfiurr imis:n.tn,,

Cu¡*nrJr¡ rirl m.j c;r al:ravj.eir;¡ dn

Fr$i, n+:+r_etr"nr :i cl ccr.reg i. r. E_"1

rmrje,'te r F,*"r,.r-lt quFJ * i.

cclrr{gsil:}{::n cl 'i e::ri t:e ncl rsr.* ¡nr.rrl j. .f.

.5r.1 t :i É'n*i: ;

lEl

Page 30: Diseño de máquinas hidráulicas

,7?r7I7-*'--- Ds = --:-- ( fls c:nrr. - cja )

Ds ctrrr . = f) $nl :i. da ccrreg i. dc¡

da = Di.anreitr.m del eJe

Donde:

Í ? L/?Ds corr. = (DÉ + da )

El diánretrn del e.je L?$ta dado,¡ como urrl prirrera

aFrr¡xinr¿rciónr a p¿rrtir de l,ii¡ relación siguiente:

Tao((l = tá'r / (p:i*da I =, 5,t T / da)

Dr:nde: Tao( ? )= Elsfuer;ro tangencia,

f = Torquql

1.j].1 Flu"jn en el fianal cle Ia Tur.hinar Traz¡¡do delas Llneas cle Cmrrients* U de las Redes.

1. 2,, 2. 1 l"lÉtado .$in¡pL i f i. c¿ircln :l ErEtF nrétnrjo aFpox inraclor

es v&l i rjo st-llame¡nte trü\ra eL erituclio deL f lrr -io en

cfln¡rLE$ de prlccl cur-vatu¡^a {Turbinas cmn ha.jas

velocidarleE; F*F.*Fe?cif icas n s i .

Se crlrtl;:irJrilr.a Fi.e,1. cierti: nünrero de turbinasip,erciales inclepenrJientes H rjeternrinadas Frctr un tubo

clel cnrr:i.ents: fi.cticin qrjri: s+sta t^elgrrrq¡Eer¡tadnr Fft r.ll

1.1

Page 31: Diseño de máquinas hidráulicas

Frl-1. trelldllcrp-

rtlt.?t f .Cc'lt.

p L ancl n¡er i d i. anr¡ For., las ltneas de Éorr^iente plt'p) ,

t-J:GLJRA 1. Turbinas parciales

De 'otra trarte se admite que las I ineas de

corFiente Filfl r (equipotenciales) ortogonales a lasl lneas de cor^r ienter Psi ( f ) .

son l ine-rs de velociclndes meridianas igr¡alesEsto no es E)ícxcto¡ pern ser adnrite Fat^a eI calculo.

Partiencjn cJEr las turbj.nas f¡arciales de iEual caudal r

$e puerje Ét.$cril¡:ir, sjclhFe una ILnea Fi ( f )

equipotencial.

I /2.?rtPirtr" *L. I {Fc r'l x{i:iqH) ; ?*pi+r"*l_tr{rc¿ra

t /?,*(?*eH) = Deltae

C) snbre una linea cualquiera Fi ( / )r rjonde c,

1:.:.-

Page 32: Diseño de máquinas hidráulicas

cclnstan tF

Qrre €!$ir la

tra:ade de l,*

ffr.3c; d{ cls* I an t e "

¡^t.*Lr =: ¡^I*Lrr *n

ilr*L = constte.

dc+ht+ cr.lrrrpl. j.rse pcn^cr

ny''hr-l{.jmila I esr ver cJe¡ta L

cmnd j' s.i.r5n {luel

red de cilrvi:r.¡j1i

el

les

1 , :1 . :;l , t"it l'klt*cft:: nr**i Cnnr¡rletn,,

fli:in r;er. nll!!t nrac'hnr el. nit*.1--mclm sii.gr.li.ente que? es el rri:.rss

cgmFleltc¡r eEi v,ál.icln aün para lcls¡ canales der gt^ñn

cu¡^vatur.a. (n ¡ gr{endesl Fig.:: I .

n¡{', ff="no.,'FIfit.JRA :t" l'lhtc¡dn ri+:rat:to

Para ctciftltnfii:1 rfi.r^ r'on,$ii. cjr, r',::lnlnri, t:T.l

Fs+rman*:lnte :J r,ii¡ carnL::i.r::¡ iÍ1"- nrini^gfx

esicu¡,.r i nr i en tr

en eL canal

L;3

Page 33: Diseño de máquinas hidráulicas

Adnri t irenros .tcJenr.tt: qur* l¿+ cc'tTrpr:tnE,nte pe'ri f.ér ic¿r rJe La

ve L oc i cl,ncl rrs; flu L ca "

Er¡ cclflrdenaclai::; car.ts¡Einn..-.r,:l r)XYZ .henemos¡i:

Dinrenni.pneei re*l.a'l-ivaÉ, Flnri,ici. l¡n veLocicj.rrj

ñ unfl Fiir t :i. nu I a.- -.-:,. --- ).P {¡lrgr =) V (urv¡r¡)

E.l. e- ruFrinri.ento es irrntacional.

I )rrr bvrr ( .--- -:-- | = O3 Óu b=

I ) rr f rrr --1. I -----)uy = { -1-* :.-*} = @ u, := --- rot V = 0t' I ót ór, ?

;

ó v )ulr,. = -4E { *.*

{-.-} = @I d,* bc

E¡liste una velocicjad erlu:iF¡otenci.al t Lf I (¡lrgr:)

,' = -b-Y-- baáv

" =-5'r¡?u = -\--ox

,¿F /+V = Grad t?)

L.ue'f,f ffi la eruacid¡n de cmnt i.nr.l icl¿ld ccln ( P ) :E consitantegierr:

1r¡

Page 34: Diseño de máquinas hidráulicas

b,{ Jr )- <>_5;-_ + _¿rr__+ _);_=r Div v=o

Teniendr.¡ en cu+'rnta quH la ds*riv,ncla equipotnnci.al cje

la velocid¿+rj:

_4:+ + _!l+_. -d1.t_=,)x¡ dyt )¿.

(l nras g i nrp L pnren te ;

L.ap" eaitf )*Nahbra{V f psíltl )=o

E¡:iste poF lo tantn Ltna r+:d de superficiesor togona I e¡¡ ;

- Siu pe¡r f i r: i. e:r, equ i po tein c i a l. ers

-' sr¡perfir:ir:+ss prigendrad;:rs: pnr. la.; Lineas de cmt^rienter

Cc¡n¡o henros acJm i t i rJr:¡ que n{:t hag cmmFonente per i f br i. ca

de 1a veLoc:i.d+':rdr La r.ed frrecerdente $E! puecle rerjucirA unrr re'lcl pl.+rna de I lnÉ..j¡rs, cr-tcl,;¡t:ni-r. l.r*s.

Dtl$cr:)nrFr:n:lericJcr aeli l¿r vq+Lr:ci.cjad cfer ,..rcuerrjo a cjmr*

cJ i. rc+cc:i snmi* :!

Vt'¡,, c{:rrnl-ifirnf.1in{"F.irLangE¡1 1;6"1 {e:t L,n I inea er{u:i fratenci;.,t1

Fa.*an rjn

V+:,, fiffirTr[]{:'iTtF.jJTrtt+ rrcrnr¿'irl {Funtr:: flc=n!:i:icJeradn}

_ óf : bprCmn Vn = €úd-r-.-¡ú¡.- :=: üi! L, V*; I -.*. -..:__ # ACln d*

15

Page 35: Diseño de máquinas hidráulicas

Sa. podra entonceg mo:i;trar que la longitud de uná

I lnea rle corr j.ente er: iste en f unciün de psi ( V )

defi.nida por:

L..ap.( F ) ;::: flf , Tal qur:'i

bP r br,Vn = -\---- ::; @ g VS = --\*-- # A

051 Onl '

P-or. t:ltra tr;rrte r¡i n{:lFj basiamms¡ e*n las diferenci.asmlnirrras'¡ |;r:hre l(fs p€¡r:{il+ifn{:tst cr.l*dr-i lat:er.os (F ig. ?)

I A )(¡ ".-- ?.,,f ,r.1,1..lY, ).Vt = :,:. rT,rI.L, (ll ),Vt = Cte

o, vl s ---a--Ít - v? = -9t---?"-u' Yr ¿o v - ---r7r-

y, vr = -4!.:- v, = Yt-/'-/?z sl

Par conE i gu :i r:n ter ¡

rrL(ltt irí:- F rzL.t f2 | -9.b- = .... ". E *e.

D*l ntra p;rr. te I

l An ) = tAtz ) ,= t g'l t ft't = cte.

Don de i r t ifÍ- * r..:,? t{í; =¡ cre,

I {..

Page 36: Diseño de máquinas hidráulicas

l.t.lJ, 3 E:¡tr.lrJ:i.os de' algunmn f.l.r.l;ims

F LUio cen'l:v':i.¡:rr';rf¡¡ e¡rtr13 dc:s Flanms;; F¿lr.aleLas.

Este e¡.f: t'l 1 f'.lu ;io quf! t ielne lugar- rjentro del

dis;tr ibu idcrr de unñ tur.hin"e f r¿rnciss o llatrlan !

L-a:-" 1 i nerrrs de L-rtr.r :i en te E;c¡n f // t a L as F¡ñredeg.tr tr e.'r:lll:i.pmtencia.lesi sc¡fi páy.,l ltrlas al eJR.

sr:rhre *na r?) = c cle"

= a'=*: c¡onde !:y-)= K

f c1r.r i troten c i. *r I t( P )

cte cte.Sohre una linea cle tVl = C r/l.t f ) = C

Corriente.

cte:. ,:.::,... v - i:ir-t..1iaYl/Lr\p ) = c lr

La velocidad de*1 fluido F:i For lo consiguienteinversamente Froporcionalr a su distancia del eJe.

Flr¡-icr en un tubm ci l:indricm

Este Fis srL f lu .jo de un f't u i do en un cii f usor recto.En e:stel (:icigi{:t u la:: I ineas cle la corriente Ec}n

paraleL¿rs aL Hje.

En este casio la:= I ineas esqu i pcltenciaLes son

17

Page 37: Diseño de máquinas hidráulicas

perpendi cu Lat.e-":; a este e'je

L.a veloci darJ e$ co¡rstante !

\,r = DEL.'rAAAVl ,rL(V ) =ctec /L(vr,

Per Lo tantt,¡ L( V ) = ;t'"'

Lal; I inems

glsitrac i adas.

En cuanta a

Juntss cerc¿il a

r*¡{.ripotenciales estan t^egu larmente

1;¡s l ine¿'¡l'" de l;r c$rr iente¡r estan rTrag

Lc¡s horrjer;i'r euf;! üerca al eJe. En efectm:

cter*l-(f ) = C

Flu'in FJrl el. ee;pacin corTrpr.endirja entre

disitri.h¡rridmr U el difrrssr^. [rnt*¡dr¡ de la r.ed

F IiIURA .S, Tr.,:r;*adr:: i*i.r l*a re;rd

I fi:l

el

Page 38: Diseño de máquinas hidráulicas

La red ( f i. g. -3 ) ncl puede E€pr trazacJa rratemát i camente*¡

es fiGrG€E'1ri.o proce*delr For tanteo. El nrbtorjo mf,s

rApicjo cclnfii.$'l:e en cJibu*iar pr-irrer-o lag l inerne rje La

cclrriente {:t*n:i.errdm l*r't cr.l*.?ntr:r. l¿rs cc¡ndicionels rjer

f r.mnte;ra. (l3al i.cJa del cli.s¡tri.[rr.liclmr^*erntrada al

di. Fur,imr ) , l-.r.legm sF d:i hu -ian las I i nens

equipc¡tenr:j.aLars parti.erndo cJel cmdo hacia &rriha 9

har:ia ah¿¡,jt:,, Dt'.lspues st* vet i f i ca que la rerlación :

Lt.t'J L{ 9¿ )r I. = r^ii

Lt. tlt ) Lty¿ ,

estatr 1e+c i da an ter i, cr¡nen te Eeñ sat i sf echa ccln una

apro)í i.mación s;uf i ciente.

sr¡+ tc¡nran qJ#ner'frLnre.nte cincr: tur^binas paFciales cJe

caucJales igunles.

Determ:i.nac:i.cJn de las velocirjade,s

F{asta ahc¡r'¿r henros adnritidr: que lms; fl.u-jos no tienern

comtrr¡nente perifÉric,n {movimientos pl.anor¿,.

me¡- ' :'i : .i.i '

L. --.[c¡cirlatJ V de.L f].r.¡iclc¡ puede selr

partir cle La red.

c ,r',

cu

determi nada

DHLTA ACnr =

fPirLt f )

'lu:::l filV

Univmidrd lutonomo do ()ttiimh

Dcm irbliorxo

19

Page 39: Diseño de máquinas hidráulicas

En La F¡ ar:tica r¡l f'luJo trs sienrFrre helicoiclal U F¡uede

s€l^ cons:icJer.¡¡dn cclmo 1¡r suma de dmg f luJoc:

Flu.jm l"ler:idj.onal (ga eEturdiado)

Flu.jo Per i f er.i ca Pura

Fl u -ic: l:ler i. f'rs'r^ i cn put*c

Dentro de et:i;te¡ 'f luJo el n¡oviento esta regidor de una

par tep po¡^ e I tenrema de P,errnou I I g :

. dP VcJVlt clr + ----- * ------ = El

tYt s

Por otra parte por el hecho de que el fluidor no esta

an inr,ncler de n ingu¡r desplaramiento radial. La

aceleracibn centripetar er*t¿r e¡lactamente cofirtrengada

pbr 1as, accionem det rEilafTrier¡tn:

?V s clp sdr

? ) f;: - ----- COfl r dn = _drr ( )f ) cJn -rJn

i.rte V g d¡r

V :n:i ;: i::' fi r cJ:,r = {l! e¡ tfir¡ cf,+g .--- E. T <Ft dr.

Igua.[anflc¡ i.a= H.]cua{::: i.r:ne+*:i L g f :*e ohtj.flne:

:-- =1:-....- vrtr. .+ r,cIV =o d (Vr,) = @

rdp

=6

Page 40: Diseño de máquinas hidráulicas

fitHF:in¿rlnrtrntel: V,,t^ E C (fie4).

FIfiI.JRA 4. Distr.i hucir:¡ners rje velocidades

La di:¡'h¡^itrucj.Én de las velncidade*s es hipenbÉlica.

Flr.rjr:r

periferic*

tli:::;tr:i hr.l i clmr-

1..¿r ve .1. r: t: :i cJ,,l rJ

cJesi cc¡ilr Frt.l r¡l* {::a

!J pÉjJt.. i f'Ér' :i. c,r

to'l:al cnn corrpr¡npnte:; nreridianal

de 1;r. vel.scicl,+icl " Flu*io entre

U I a en 'l:r'.*d*r cJc+r I ¿l ru ecja,

crhsc:1.t.¡'tn dsr r.rn¿ii Frflt^tlcuJ.a truede ser

Cs+ a cU er cjc¡ 'c f:u s cclm Fon en t es mer i d i (:}n *:i I

cluF s:i -lJuerr l,r lt+g vectnrial:

g

erl

-'*.¡ -'-.i --::l

C "= t o, "t- Ct.trji:l't:ey'rr:i.nadn a F¿r.r.t:i.r cje L¿1 rr:ct U Cr.¡ ntrteni.dafinn

rI1

Page 41: Diseño de máquinas hidráulicas

cteCu*r = C

Entonces Se+rnoullg es, váliclo en c/u de los punto$i de

Ia rtanera sigu j.ente+:

?:P cet + cu cte

I+---+=Cttl t :te

Flujo d+:ntro eI espacio ocupado por los alabes de

la rueda.

La magorla de las hipotesis admitidas al inicio no

son vál icJa$ aqui. sinefrrbargo a Fesar del intercamtria

de energla (trangfnrrrr¿rcinn rje energia hidraülica c?n

energla nrelcAni.cn) quF'j aqule llev*r a cabor lasvelocidades¡ me-"rirjionales¡ g Ia red no Emn nrodificadas¡

a I rTren{:}s párl^á e I reg i nren nornra I .

Estcl nn suüedr* [¡ar.a lc¡:;:; reg:inrenes dr* carga parcia]..

Por el r--clntr;rr io rii*l tr*nre'm¿'i de Bernou l lcr basadr¡ en

la c[Jn!irJl,-vrrc:iún de Ix ¡;rnergl.+ri nfi t j.enei+ val ide¡.

I " 3 Tr*¡.¡adu dar I. a L:lhr..¡

1 ":3. I flc+rrdi.nr:imntc¡

L.,nei clirrs:+fii,i;i.cilrrirr::i clr* .l.a rr.rr+rJ+ g rjei¡ I.a turhin¿,1 sl)n

i::;l

Page 42: Diseño de máquinas hidráulicas

de+tey'nrinarJt:'¡,; pn func:iC¡r'r de1 c¿rudal rna:rimo a mar¡e.j ar.

El aL*h:r+ H:ri di*,sn,adcr Ffira el caud¿rl de rendj.rrriÉ?nto

nr*¡r i nro.

Y en !Hr1íi:apHl es*te calrcJarl Q(t, ) cmr.resFr:nc{¡¡ rr Las J./4

parte+r.i,. tJr.*l caudcr nürrrinnL r €rn rcTrrJfi que la turb:i na

f-ut'tniona t:{:}n lgg P€tQUF:tl*irnie.lntn,:-, !3r:,rti.sfactori¡1g; pa|^fr

unEr. €r-fin garnfr de rf:l€ irrr( il'tE*Ei r=,ustancialeg ( en general R

,'i.73?.t.

Sin ernb¿:rr*1¡c:,¡ se ohser.v¿r a ve{:esr eu€l egte caudal

corresF,onde al caudal nominal c esto sucede cada vez

rlue la turbina es puesta a f uncianar a ;:¡, i;¿r¡si¡

t::C¡n:-=taf. "'i.: :..:,.:;.... .

desti.nadaÍ a la producción de coFt.iánte para

industrias quin¡i casi.

f3

Page 43: Diseño de máquinas hidráulicas

La fi9- 5 resuÍrrÉ* clar¡rmente estas consideracioneecomFarandc} sr*ficamer¡te* estns clos casos: La pendiente

de ls¡ cjurva de ra'nd:imientc¡ eF di ferente según el ((s)

de la turbina.

La curv¿r lLnga a ser rTrás aguda¡ a nreclicla que el { Rs)aumenta,

Hstm debi. clo a que si se desea {:ionservar un

- rendimierrto dacjo al cauclal nrhnimo esi ne*cesar iaseleccion.gr en Q{Qaa ) nragl F¡r.i¡¡:inro ¿irl e1/1 , cuando

la velociclad esF,Glcjlf ica (. Rs ) a¡s m¿{gtrr.

Q(fL'n )E tlnsl

Qmail "

1- 3" ? Tra.r:ad' dell dii*g*anra de f i. ranrento merrio.

Terriendn le. flclns3trucr:i.fun cje l¿r r.É.rJr se cc,noce por Lo

cclr¡5i.gt¡iente e.¡l régi.nie.rn cler ve¡l.ocicJacles nreridianaLe*s

aL inte.lr:i.nr clr*I aL,xbei¡"

A li::r .i a.gn der racJ¿r Lln* de los fi. le,.l:e.rr:

fi:{::rr'!..(jj.:,r$[:¡(:r¡clj.r.rrrtr*s a uil (.:.tnifiJ. trarci.aL l Ia ve.[nr.::irJacl

eg:;ta rJ;:id;r Fn¡^.|.*i r.el,at:ir::ri ;

flfr'j. DF-|...-!-A f¡ '=

n

I/+

Page 44: Diseño de máquinas hidráulicas

Dc¡nrJr* n =:: nrlnrmi.'n de cana.[es pürcj.a].rxs, entofict€li:pt

cír üi -- T:I:.313:l_-r /7.

Pin(DEL-TAB)*(!st,{}

A'r *hm d+:1 crtl-tc? I nrs.ilrji. cln en ra¡ün de¡ unan

equi¡:rrJl;6¡ci¿r1"

Cnnsi :i derrernc:*l I uego ri.: I

y'ueda {!an rjs:+ can¿r l elt*

(Fi.e,, S).

f j. larren'l:n melrJit: que sepñra l¿ii

pá¡^f,iaLes de caudaLes; ig[¡aler,i,

filete rJivide s*l

salicja se ti.enrp:

[:]fi!,.lR'q É.¡., F:i Lnl::e nrerJit:

A Ia ;¡Ltr.ri'+ cleI cl i.si;trit¡uj.rjmr elgi;.t.*,:

per f :i. L i+n i:lm* F.qr. tr".lr,:i .i qr: ,* I e,::; " A I a

:{5

Page 45: Diseño de máquinas hidráulicas

::__4

tDs

Pi ?= f --- Darr.

4

DsD=-=

t/2

Pi *P3¡¡u3=

6A(2,sH')Y2

De otra Farte los puntosi 1g ? intersecciones rje

progecciones nreridian¿rs de lasj aristas¡ det f i teteson canacteriradas por. Las velociclades siguienteE!

Pi*D1*nu I = -¡-EÉ-!----

óo(ÍeH )';-

Hemss admitido de acuerd* a lo anterior que losalabes scln inf initanrente delgadosr guE! no es elcas¡o de Ia realidad.

La presenc:ia rje los alabes disminuge la seccióntransicibnr 1a velocidad nreridional en los alabarspnruentra aun¡entada.

Se tiene entonces;

DELTA Q (nñ)\l -'--*

, r=,

'. ¡''Dl r ''.r'i i ,,1.i:1 L ( ;¡g¡1 ¡

de

E¡E

En 1. E^,

DELTA Q (Q-ar)ct2 =

|lLPi *Dt*Del taBS* ( ?sH I

sie*nclo el alahe nrug redondar que:

C'rt¡t = Crt,

En I' admitiremasr

Page 46: Diseño de máquinas hidráulicas

En ?' La

brusco que

(Fis,7).

arista de salida presenta

nrodi f i ca conEi derablemente

un desganche

la veLocidad.

FIGURA 7. Cambio brusco de la velocidad

Si t3 eE el

salida:

DEI-TA¿¿ = e/1enpr'

circunferencia del

EFcribir:

tt-t? t-z

pasc! der los alabes a la sección cje

r es la Prngección sohre laGrspesclr del alaher se puecje

Clfra' = Cm¿ttt?-De I t a?

cor¡ctciendose aun las rJimensionr*s cjel

27

Flt 7

alaber

Page 47: Diseño de máquinas hidráulicas

puede tmmar

relacibn:

1. @5

n grandesrocletes grandes

Cm esta

adenrás una

[,fft c For

del rorJete¡

asegurancln

eL valor de corpc¡ción con la siguiente

t?

t? '- Delta?

1,3.3 Deteern¡inacibn

otros fiLetr*s

de dingramas de velocidades

si'endo el otrjetiva cre l¿q turbin"r er de transformar raenergla l¡iclrailIica en energla mecáni.ca con el nrlnirrode perdidas Fosibles, sF conrienra por construir eldiagranra de veloci dades; a la sal i dar para asegurarseque Ia er¡er.gla que p€*rmanelce en el agua a la salicladel. rodete es pequcrna (energia cinertica ba;ia),

1. 15 1.2

n PEquc¡nasrodetes pequenos

dador Ct es nrf nimo poFque CuZ = @ ,

ligera cornponentei perif.éricar disminuge a

lo tanto la$ pérrjidas de ro¡amiento dentropero nrejora el rendinriento del di fus¡or

un nreJclr flu.jcl .

Finalnrr.+nter l;¡ {t}ípe?riencia ha de¡nrostradoresu I tacJo es c¡bten i do cuando :

/W?,/ = /tJ?./

6rAf i canren te :;E obtiene esta

deL radio /U?./

que un rrr€ljior

cn: d i ciln t¡ Azai,i::. , un

(arco del clrculo clet-r i. r:u I t:

28

Page 48: Diseño de máquinas hidráulicas

radio).

Haciendm centrr.r sobre la extrelrri dad de éste(U?) . L-a extrenridad de t^l? se encuentraintersección de irt* clrculo c una paralela a

pat^alela distanf:e en un valor igr¡al a Cr¿.

vector

en la

(u2),

Deternrinando éste triángu lotr i Angu 1o rjer e*n trada r tenemos

- Ecuacibn cle Tr.abajo:

th/? = ut,cu

-Ecuacíbn de Tran$ición:

Í7th ct c?

se puede volver

asl r

ul. cu

alga

+ ul -ul u¡2I

r¡1 ,

valor del

magn i tuders

aquer I I as

aquel I as que , sfl

1a turbina (e) r

?;iT

Es suficiente por la tanto estir¡ar elrendimiento tror especi f icación de

relativas a la salida cle la rueda con

concernientes á la entrada de la nrisrna.

Férdi das Fror roaanriento:

Las pér rJ i rja:i:; pot^ rÍJtam i en tm r l;on

prorlucen rjerspúels de la entrada a

hasta l;r s.:ir.tirj¿r dell ¡^ocfe.l::e, (;i).

29Utmr$dd lutonono dc Otriüarr

0¡fi0 Sibliaaro

Page 49: Diseño de máquinas hidráulicas

La tabla siguiente Ua lt:s valores prActicos pare selt^

tonradms en la construccibon:

TABI-A 3. Valores de (Ge-¿)

nt DIMENSIcINES .[-¡= lkt= cnef. roeamientoH

PequenasBaJo. Gr.an de:¡

PequenasAl to

Grancjes

o. lCI

a, a6

0. oB

o. 05

-Pércfidas debidas a la velocidad rer¡anente.

Solamente una parte de la energla cinética es

recuperada po* er difusorr puesto que er agua tieneaün cierta velocictad á ra sar irra del difusor. L.,g

valores nün¡elricns de esitas pÉrdirjas sonl

ñs 7n J00 5üü Z@A

z g oo3 o Oto o . iitj.s E. A2Etr1

o,, ,;ilüt E. E1:5 @.u?,@ E. O?5

Las péedidas de carga dentro del difusor se tienen en

cue.nta por el rendimiento \O , el cual r es

inferir.rr a La r.rnidad.

:3r¡

Page 50: Diseño de máquinas hidráulicas

TABI-A 4. Rendimiento de acuerdo al tipo de difusorf ..

r,

Ti po der di f usor- Re¡ndinriento

Tuho ct¡nico recto 0, gS 0. ?5Codo nre*di n 0. fl0 O. g5Codo f avor¿rl¡lte A. g5 O.gE

-PÉrdi rjas; FClr choque

La clesviaclon b'uzca del r rqui do que tiene rugar a raentrada dei la ruedar sefJún la carga g que herrospepFelsentado por el vector cH(reuE es la causa depérdi das . La e):per iencia ha Frobado que éstaspÉrdidas Fueden ser e>:Fresadas ptrr la relacibn:

Prácticanrente acJmitimos un varor. de+ , T , = r, o, L¿.¡s

pÉrdidas pcll^ chc.¡que seran e¡lFrersacjas p$r ( c.4, ),

Finalmenter de,spue'u de ,algunits; transfornracinnesiohtendrenrr:s la e>:Fresi*¡n clel rs*ndi.nriento:

Ex pre+s i t¡n rje I ¿r recu perac i ftn :

.) 2 -2.cd- = \Jfez -t l

Hch= 7"¿' Cnn @.4 4. 7 4 l.lfH

r.

i

t

.lt

Page 51: Diseño de máquinas hidráulicas

Perdidas por velocidad restante

ten iencJo en cuenta la rctcuperaclon: .] - .Ja

qlAtsi! 7 = t-ci-<.4'-crz+cJt

Luego calculandorc,' = I - €r.+ cJt €t= (r-ci+.¿r)/t

Se obtiene¡,¿1= c¿2-ce2-c.12

Para el rendimiernto Éra¡<imo ( C"l nulo) i se tendÉa:

h-L' c¿2 - c¿2

Construcción del Tr iAngrr lo der Entrada: Nosotroshenros visto que el conocimiento del rendimientopermiter por nrerdio de la ecuacibn de transicion n por

1a del trabajr¡r determinar el tr iángr.l lo de entrada a

partir del triAngulo de¡ salida.

Conociendo tnclos los valores ütilesr es; ast posibLe

operar n ünrer i canren te.

Sin emhargo la reducciñn grAfica e"; nrás rápida C mas

práct i ca.

Expondrenros uncl de ln$ métc¡dos apLícahles (Hétodo de

Braun-Neglser ) -

lYlétorJo det Br,-'run Neeser. (F LCi,,g C ?).

I " Entracl;¡ tuin chr:rqr¡e! F-1 Éretndm sr* basa en La

Page 52: Diseño de máquinas hidráulicas

FIGURA 8, Plétodn der Br.aun - Neeser

áFl i caci.ñn det l.ir E'cuaÉi ón rje transii ciónr I igeranrente

transformadn pmr lasi necesidades de* denrostración.

Ecuaci Én de transici*¡n:

7{4- = a'- e¡l t at,t- uÍ + ,ngl- Uz

0bter¡ i en do :

Y Calcul*rnrjn;

S*p obt iene 1a

<¿2 = ar"I,a,1 -c(zztty'rz-ulr¿

u)rtt¿ = Lrt -Ut¿ + ,r4l

enuac:itln de ty.ans;icián macjif icada:

C¿2- rr)r"2 = ar2- colrz

;3:1

Page 53: Diseño de máquinas hidráulicas

Gráf icanrente se puecle rje''terrr¡inar IJ. u de dogi fornras¡

cAso Dnrde r¡r? l'' rri:: Hac:iendo si.rar tñlF I alrederr:J*r de

Eu Írun'ho de aFlicaci bn hastnn que Eu el¡trenro este ran

Ar snt¡re La '¡ertical patl;andc: por el origen C, rje

veloci dadesl" k.l nr*du.to de¡l vector que une A con eIextremo d*_ll nerpre¡senta / w!" /7 er¡ efecto por pitagoras:A¿u,tl 4t, ar.z- 4: dirr. al -qi , Ji / \Brtrilrrr¡ U, t \

'\-olE(,

Dlo;ac p'o 2 Cr*trd etlnotü Qvt ( ladnthl

FIGURA 9" Diag¡^ama de ve.l.ocidacles

,5 ¡+

Page 54: Diseño de máquinas hidráulicas

CASO Donde u3{u3: Trasladande /wit. ';: 1a verticalpasando por O- La hipotenr:.. r-s.r.l trlangulo rectangulo

cle lrdor ul u u2 vale asi qri n uf ly, . u,1" sela lalongitud de un lado del trlangulo rectangulo teniendo

ut por lado acllracente c (urr¿ + ul2 llz por

hipotenusar Pn efectol

,lru'- ü)r^ + ui- uf

Si ahor;r tomarros O c el e¡ltrenrn'd" ul como centro rJe

círcunf erenci. as de radioÉ rc?spect ivanrente iguales a I

c (' ' 9 üil" r sl.r punto de intersecciün determina la

vertical de entrada tá1. Es en efecto sobre este

vertical que se encuentran los extremos de t il I c

de ( ul ) a una distancia cnrl de Ia horizontal u:

urru2 l' = c! - x2 ¡ c¿2- ctt'z: x2- y2

€¿2- cur"z = er2- urr2

lur2- la = crt - xt , C¿2 - q)r2 = x"- y'

Pt:r 1o consigu:iente 1a cnnstrucción satisface

conrpletamente* a la relaciC¡n de la ecuaclon cle

tranEici&n {I)"

: Enteada can Chag.ue! Hn este caso el rendimiento

esta ade[rasr . . Gln funclcrn

del vector de choque, canticlad de la que di f ieren las

velocidacles tlt c t+ ),

35

Page 55: Diseño de máquinas hidráulicas

Lt /Z = 4t c¿t, _ d"Cu2

. Siendo:

nh = e¿' -.c.L"- .iDe donds* 1a relaclon s:i.gu ientes:

€¿" - ..A-2 - ctZ - 4f an, = c4t

2ch (ú

/lCa¡a

Donde ¡

€úra, 6 = C4t

La cmngtrucclon de la figura nos

permite deternrinar el ,cjerlta r En ál t A l, en efecto:

-C.l*- a2 = 4,2- (d,- a)z i c.lt-Ato e'- 43+ i4tA - A2

cá4- PeA

' Donde¡ Delta ( A ) es conocido:

Nosotror* tenu.i'nrmg For tanto cleterminado entey.amente

lms diagr*n¡¿rs cle velocicl.edes.

1.3. ¡+ Tr.qs*rrJo deL alabe

Deterrrin;-rciürr de lng; diagramas de velbci darles de:

//A

Page 56: Diseño de máquinas hidráulicas

. Fletodo General.

una vEle que sr: determina el. régimen de velocidades rle

acuerdo al f i lan¡ento rnedio. No es; posible operar de

la nrisma forma para los otros filetes. En efectorpor dos ra:(Jneg constructivas: ( cierre total det

diEtribuidor ) la aristar de saI ida der distribuirjor

eE rectillnea U el ángulo de ingección Es constante;

las leges de f lu.jo f í 'ian FCtr lo tanto los valores

relativos de los triAngulos de entradar basados etn

los valort¡l: de lo$ tr iángr.r los¡' de s¿rl i d.' ;r, c;rcja uno

de los f i lel:es Ec,nsiclerados.

En la práct i r:a s;e oF Gll +t .-'r

I a ar i st i.;i: e¡r trada

:riedier en cuanto se conmc€t

se vuelve a la'arista de

donde Ee calcula:

Ia forma siguienter desde

la rueda c sohre el filete

eI réginren de velocid;rdes¡

salida del . distribuidarr

Cúo por medio de la relación:C¿

C'qo donde I ( Coo ) es tomada a partir

de la red.

El ángu lo de' sal i da e$ asl def in i rjc g serh el nrisnro

para todms lr¡s 't i letes, Para un f i lete cualqu iera ( x)

I Cao I a ( úo) .scn conclci clas le cual permíte

37

Page 57: Diseño de máquinas hidráulicas

ohtener ( €Oo ) t bien $ea de¡ forma

construccibn grhfica. {VHR FIfiURAS).

I argo de.r I f i.t ete haEta

ruedar donde e1 cALcuIo

C1¡)Por nredio de la

nf,rnrer i ca PCrr

la arista

dada es¡

re I aci bn

triánsulo de

poF el rrÉtodo

g adn¡itiendo

encuentpa el

cuando el

sal ida del

5e I leva

entrada dea

deel

1a

tt anterior:Cat(r<l ,n partir de la red.

Conocienclo (f,( X ) se. construge elentradai deripuÉs ga seta nün¡ericamente o

de Braun-Neeser apt icada a la inversacomo pr :i. nrera apr.r:li i mac j. ñrr C, = cter i s€l

triAngr:1o rle t:i;rl ida.

Correcc i mne*¡ :

Se puede in'hroducir una correcclorrf i lamerrto cort,¡ cbl icuarren+.:e Ia a¡^ista de

disitr:ibr.ridor^ ( lls elevadog;).

En &s;te casE 4,otntt / ( xo} 9 si | ,2, rrideángulo del f il+rte con la arista:

úol = (¡*r*, ,, cosi f (nr)

[Je una f't¡rrrra rrrás generalr se t j.ene

(jxo (a) = tt a( o

= C? *oCn).. 1", /r-lQcs y'cd €nt /cn)

el

Qt

:3,9

Page 58: Diseño de máquinas hidráulicas

Esta correccibn

grApi co.

Recordemos que

que en el filete

Ee Bf*lr'lrlan

ms'cJio para

puede opglt^ar.se tanrbiÉn pcrt^ rnHtndo

I at:; m i Emas opc:t^ac i nners r

deter^minar ( 2¿, >.

Ct2t = K, cn¿

.l"fétcldo apl. i cabLe a las turhinas rle ( ll ¡ ) ba*jas,

En las tuv'binas Fnancisr "Lent,asi" la ranura (esp.rcio

comprendido erntre eI distribuidor C la rueda) es tanpÉquena c a La ver la arista de entrada se €lncuentra

en un plano ventical. pmr. tanto puede aéi adnritirsequr el' diagran¡a de entrada es ünico para el ensamble

cfe Los f i letes, para Fasa¡^ det f i lete nredio a un

f i le''te cualquiera consicjerarnos las ecuacionc?si

relatival;; ¿r cadfi uno de estos f i lete$.

Fi I ete l"l+.'.rrl:i n : C¿-2 = crotc+ 4rn2 - ¿/".ra/ t o)trt2 c.4j

a/¿-2- G¿tta,Z I €c4iF:i lete Cu¿rItluier;:r =

<¿* = €ti + üta2-¿/rn¿ lt

Luega lmtg trj.Angulms de entrarja sr:n iguales:cL.Z , 4(r-2 €tn2, Crral

a)ta2, a)rrrtL c.Aaz, (.1 n2

39

Page 59: Diseño de máquinas hidráulicas

5e truede al¡n

correg;ponrjj.ent:es a

la recuFeracj.c¡n Fctn

-2Cri = CrroZ

admitir que los tern¡inos

las pérdidas per f rotanriento g en

re$pect ivamente iguales.

i ctot = Crn.

Donder Cr.n2 = Cc,-z puers;to que: C¿ 2- ¡ - cet* a/2

Ten i. s¡n do en cu en t ¡r I as i gualclades ;*nter.ior.es rc.¡su lta :

-¿t.t =.....-. =Xz-z

d¿- - ¿/27 = t¿le|.2 2

Relaclon quÍ? frernritel cmngtruir ,*"pi.danrente

tr iángu lns de sal i cja apl i canda el teorenraP:itarrgrasi (FIG,11)

L c¡E

de

Cunlcrll7loilo

del alabe

1.3.4 'fr.r::¿irjc¡ rlel al¿rhe

tr¿rr*rdt: del A.labe querja

t+@

F.tGtJRA 1f¿t"

E1 I i bertad del

Page 60: Diseño de máquinas hidráulicas

constructov'. En efectc: las ecuaciones que determinan

Ias direcciones der entr,ada U de salidar a partir de

datos gener.alesr ntr cjan ninguna indicaciün en cuanto

a la toma U al nünrero de los álahesi solan¡ente l.¡elrPeriencia 9 los cr:nf:!.::i.nr:ir+n.t:.

Fermi ten cubr ir estar: la_qun+:il:TRAZADO DEL ALAffi

CO\NS TANGENTES

F¡j: laci or rje tr i angu I c¡s

4l

Fermi ten cubr ir estar: la_qun+:il:TRAZADO

Page 61: Diseño de máquinas hidráulicas

El pr,,blenra nonc:iste en cc¡nstru ir er aLabe* rm nre'j'rposiibler ds*$dm el ¡¡untn cle.t vista dc* renc¡imiento g rJ¡*

1a construcci.Én, a part iy, de cf:nncimientmr;anter iorpE" L;-r snlu ciñn raramente se obt iene en elprimspr interrtn. Es; necegar io proceder. pclr

apt^c,)iinracionell; gucssivñsr pásando .llternativanrente de

I*u' rJiagr¿rmas de veloci dad ar cri,ueno der alabarrhaciendolo cje una fornra coherente,

A f ;rl tn de a,.g* rre,'r '.ie e$coge arbi tr ar ianrente las

pt^clJEccimne,i: nr#y.idi.orrales de Ias aristas rjel alatre¡ a

fin de estabrecer 1os diagranras de verocidarjes, Es

impr¡¡griL¡le ;¡fj.r-mar quer &sta sc,!leccibn pet^rritirA un

tra¡acjo adercuad'. soranrente en er nronrento de hacerun di=eno es, cuando s€r sabrA lo acertado de esaelección.

En la ,r,ag,rrl* de los carlo:i despuÉ:: de

elecciónr una modificaciün de la f.orria

aristas resulta úti I (F.IG' l:;) !J a vecesi

una pr inreira

de uná de las

i n di spensab I e.

nata que ( .Cta ) se ha

tr.a¡aclo con la nueva

caLcuIarjosr c asiI

f'ornra apropiarla,

Al rssdefinir lcr:; diagranrasr Ee

nodlf lCado. Lüt¡.. .,,, I r.ü+l-r.:rfier eIf orma !J lms nuevos ,ingu lossuce:sivame'nte h;rsta obtene*r. ur.lcr

en lc:s tra-¿ acjos IaE f.nrnrasSe evi tal.a

l+',7-

ctrn fuertes

Page 62: Diseño de máquinas hidráulicas

---'''!l----\,il&difiúld trezo&

FIGURA 1U. l"tocJi f.ic+rcibn cle la f or-nra de l as ar i stas

curv{-rltur.aB que ocasionen un

vb¡nn llquid¿r" Es inrpc¡ntante

g:ire aclmcu¡.,rcjanrarnte eJ. fluirJopy'ev i:itas.

-Forma de las aristas

de+sFrendin¡iento de la

el disenar un canal que

de acuerdo a las leues

FIfit./RA 13, Fmrnra rje las ar istas

43

Page 63: Diseño de máquinas hidráulicas

Artualnrente lcls; ccnstructsr*:n pr-ef i.enen casi siempreuna ar. i s;t¿r dra sa l i da p l ar¡a, conrprend i da den tro rje un

Plano meri.diannr ccn eL ob'ietn fle facilitar laconstrucci.hn cJe la ruerj.,r,

En cuanto #r la ar. ista de¡ entrarja $e

plana c: alatr+r,td"r"

¡ruerJe rrrF?vFt+xr

S:i es Flfln;r F.¡e pueclel ccl.r:car dentro de un plano

rreridiana :[nr:l inandalo cc]n relacit¡n a ese prano

nreridi¿lnn. [-.r: imtror'l:ante es que f aci t ite el trazadoU evite lag; vihracj.mne,s dehirJaE al paso del borde de

los alabeg nrbvi res derante cre ros alabes deldi l¡;tr i hrr i. cft:r.

-Nunrero de alabers

Al deter.nrinar. el nümerro der alabesr a prinreira

vista Far.Grc:iely'.1 vent.n.jclsn H ricls RFropj.adas l;rshi.pr:lté*s:is; aclnri.'r::icj¿rs¡ dm eleqi.r un nümero elevarjm.

Eii r¡enrt-rargo es.Lo auffien tará en L a Emna rJÉ f I u 'i mr l.rssuF,ey.f j. c j.es de ro;ramientmr la cunl disminuge s*l

rer¡rdirrieln'l:o"

Al rnn'l:rarior ,si se

alaberir dillminulren la::;

1a gula pür.fi e.t fLu-jo cje:

per f ectr.¡.

cmlnca un rlumere pequéfno rje

F¡erdidas poF ro¡arnientor pero

losi f iletes de águcr en menos

4t+

Page 64: Diseño de máquinas hidráulicas

Actual,n¡ente se pref iere dotar losla¡^gas relat iv;rmente grueg;as, en

grande. La r^elacibn si.guienter

Thomann r permi te detey.minar ela l, abes.

0,5. Ote

rodetes de alabes

un ¡lumero nc¡ nrug

estableci da pclF

número Éptimo de

Zr

El rjiámet¡^o ( Ote )

4te* (a az)

está er:pregarjn en ffrrn.

-l'ietodo de trarado sobre eL

I lls baias)

cclno tangen te:

Este métr:do g los que vendran posteriormente¡ tienencürrrro objet ivo dar una repFesentacién plana del canaldeternrinacls po'^ dos A l abes. Si su iendo I a superf i c iede revslucibn generada por^ un filete llquido.

Es fAcil d* abati¡ los elementos de Ésta supeFficierno desenvuelta sobre un cono tangente; c representarfj.nalmente smF:re un Fl.rno, una curva de ,esta

superfici.m.

PÉact:i can¡pnte' el. pr.c¡blerrra e$ inversm,el Cclnc!,r tfAf,*nrjf: lr.-1ti!-¡ Cir.Ct.lnfgr,,t^en{::i¿1F;

) g AfzI cclr.rs.?sFnndi.entt+* a las fit^irst+rs

salicla subr.el e¡L f i. lete rr:tn!:i:ider.arjr:,,

Se cjatsarrn l. L a

de rncli os Ptt-

cle er¡ tr.ada c

tra!tE .l.r-lr.i,--!ln, c$n$ci.c,,r¡dc¡ ( pr, I5e

Ir5

l Bt') la

Page 65: Diseño de máquinas hidráulicas

prc¡geccl. fin dr¡.ll canal

i n terser.:c i c¡rrclsi rje I og,

es,trÉ:¡or con .ta sllper.f ic:in

-l"letoda de tr,*::aclo de un

c el evatjas )

E I cclno secan te

tangente Frara L ar;

:l inri tado F¡or eEitas dc¡s

.{lahesi Ein cclnEiderar $u

de* r.Hvc:lur:iÉn. (FIG. 1O)

cc¡ncl secantei ( llq medianfiF

reempLara ve¡ntaJosamente al cono

rueclas (llx) n¡pclia!$ g elevadas.

TRAZADO DEL ALABEco¡tos 9gcrr7e9

Sif, yf2 .on gnnl¡ n tafltt*icouao aurooih ¿ proyor/rtth I tyl? t*¡o lot ñllcr t3 o lot or-.

Fls. K

FrGtJllA 14',, Trarado rjer. ¿lrahe nr€todo de conosi secantes

La diy.er;trir cleL con{: F,¿:lt;ra rror la:: inte¡^Eeccionesf i' lets llqu:i dn g clm las arir;tag;. .Ber .dibuja corrro

hiro an'l:eri.ol^melnter smt¡r.e el de*arrol lc¡ del conoresi entonces pal;ihJ.e atrati i* ¡t cutvt ;.'fi!:lre

suFerf i. ciEt de r{iirv#'i uclúri.

del

FE

la

46

Page 66: Diseño de máquinas hidráulicas

$e intrruduce una corr¡*cciün rtebi cJo alc6Jrrprendidrr entre la rJi.y,ertrie det r..:{fnn

de éste a l.t s;l.¡pet^f.icie de rr*vc¡lr.rcj.Én.

ñbe¡ervemnEi qr.l*r ncl s*.r r:s L_* r:L¡L igadn a

algunos de G¡$'l:o$: nr#tmdcls, "{je puede ffrilg

lclg; 'l:ra;:*rdug l;t:ltry.e* e, l de$arrcl .[ lo de* una

dei I As su F,{*r. f i. r:: i eis; s,; i gr.l i eln t,*s :

Este mÉtc¡rjor

a I ahes cje I ;rs:;

repregelntay. uri

Far.a prcicedmr

FIüURA 15n l¿r

ef ectuar.r*e,,

t¡tiliracJm para la

turbina*¡ rhpi. clas¡

ftlatre"

t.]:{f n vHIt i ei:t'r t: g¡¡¡6r¡ 1' p Lrc}s,

cual d* La st+r.ie

Ansulo ( y )

g la tangente

gonre¡telrse a

tri.e*n efectuar

cualesqu iera

repFesentaclon de

sc¡lamente permi te

r.enritir;rnros a

rje* npetnaciclnÉlfi

-- ü Conos 1"*ngen{:es

I Ci l indr.cr

t Cilir¡drn U I Cc¡no

-l"l#tmrjm cleL trarado por retrregentacibn Confclrme!

la

a

C*rcla punte rje'L f i le.hr¡ ¿.r reIrt^cá$efit.-t^ , situado snbrela supFJrf i cie cje rg.rvcllr-¡ci.rrn nc, cles¿rrr.or rada, s3e

enr:ue.:ntr,r ..r ur.rd d:i;-"tnnc:ia hc¡r.i:,:mntal ( lt ) g a una.

a1'kura t I I ) cnn rELal::itjn, al. Funtm pr.*ce¡dernter g;t*

tra$l¿rrjan s+sit:,.itg; cJi*,t;*rlr:;i."t*f cr,*u vnrdacjero valmn

!.¡-f

Page 67: Diseño de máquinas hidráulicas

sclbre el Fllar¡cl oh'terriencjc: asl

rnFresiFntac i irn rle L esquel e*to clel

Pcl5Cl A

a L abei.

Pct,93Clr UnA

ELEUACIüI

l'l* 'l: o rjc: der .L t r .¡ ¡ a cjc:

ccln f clrrre

COIf,FffiNE

Fb. t5

Fepresen tac i ón

í'

/\ ,,

,"fr\==\_.__j\_¡

iI,I

Sttprll& ó rsolrctcnü m llldt

rrS

FIGURA 15

Page 68: Diseño de máquinas hidráulicas

Lt:s 'angulos de entrada I Fr'l , de salida t Fer,cladog; rJirectamente por los cJi*:rgramas.

- Hspesor clel arabe¡ Hn L*s tra¡ados efectuacr'santerior.rnenl::r+.llm EFr ha cladr.:l ni.ngun er¡ipr$iot^ al alabe¡es cenven:ien.l:+* pclr lm tantnr dispmne*r aLreld+*rjor de

l ag cilrva'.;; precr*rjen tes I o* pelr. f :i I es elrl f s¡rma.s

acjs¡cuaclas, "

El c?g;pesoy. ', a', rin? d¿r f, lcls alabr-,É cjepenrJiendc:

mucho:¡ f actsrc¡s, €t.EFecialnrente ¡

d*r

Frrrpleado para laActu,aln¡ernte muchns se

ilrr.r>:idable) m Én

bronce para prntege,lrse de*l peL iErm

pclr cav i tac:i t¡n "

cJe corros i ó¡r

- De 1a di.rrens:ihn cJru lr::s alahes.

De rcf f uerria e.ierci d,rr+ s*trr-e I.o*, arat¡es e,, f uncionde lhel c rj*l La caicl,a"

- De la resi.stencia cJel nretal

construcciñn de* la ruerja

f unclen en un ácero ( cmmün o

- Drsl pa¡L igrr: de corros; j.#n c erosiün.En la Fr*lctica Ee adoFtan valoresc*mFy.endirjoi:¡ entre lms vaLor.es s:iguienters:

f.Snrm *i ( €rzrd .i 6Bnrm

dará al F*:rrf il rjel aI"rbe+ ur¡a .Fmrrra

nún¡er i cos

Uniwsidod luhnomo do 0tciünh

Dcpto $iblictao

fie f'ut;el ada qut*

Page 69: Diseño de máquinas hidráulicas

f averetca un buen .f. lu 'imr ccln

tercic¡ deLante¡ro del perf i I

adecuadarren 1:e redandeado.

eI espesoF nráxifrro en el

c con borde de ataque

E¡ trarrdo de este FedondGtdo re¡vlrto. úi.rrr gr.{an

inrportancia qilr? b:ien e..iecutacJm me'jora sensiblenrenteel f lu¡io erntre l,xs cár'g11$ f:iar'{:i.alers . f;IG. f á.

Fie.,6

bcrh hldo or¡lbc .

FIfitJllA lÉ-r,, [?adin rjr*.[ alabe

En cu;irn tc¡

s o tl r e e,:; ¡]f.if l+{:t y.

f in*1 dep l;r

aL t¡or.de cJ* sal

a.l fund:ir.-lt:¡

*rr:lst¡*.

:i rl"r e rst* I e

I r: c--rr n L cla I

clntn rje un

a fabrícaci.ón

l 3, Ii D:i iserrm rjer e,i et::t.t r::: I mrt

L-C¡si P l an¡3e; Fr'('.+cerclgn.he.t,s n*

f ¿rci I j. t.rr La r'€i?pr.É¡sFnt¿irciün

t :i er¡en más obJet i vo c{ur?

gráf ica de*l alabel.

5{ir

Page 70: Diseño de máquinas hidráulicas

Sinembargo para la eJecución

la confección del nrolcJe de lareal i ra¡^ un d j. seno rje ta I I mr r

dr.*l m odelo

ruerja, eg

de:¡ti.narjn aI

depst i nado e

necegar io

mmde I adoy- .

cu¡^vass de

loE alabes.

En le vista plana rje l¿t ruecJa FF trarannivel que cJefinen exactamente la fornra de

Para nhtener ilrl

s i gr.r i en tr.:t manEtr.¡il i

F lann acjercuadn sie oPera

Se* cclrt+¡ eil aLah+:+ en uün serr.ír* rJE* p.l.enns

Lr:s r::ualerg $iF .*nr¡'r*rfirr s;r.:h¡r*¡ cacla unc¡ cle

precerjentes, ( sohre erl conm dersarrol

trasladan lr:s; tranos de r*stos planr:s que

secciclner¡ deI aLahe.

de la

nrE*r i cJi.*nns, r

los plant:ls

lado) i sF

cortan Las

El levantam:iento rje ras interEecciones sobre lasuF,erf icie cle- neTvmlr.lcibn cle los f i letes per.mi tedisernar. l+rs sigrcciones cJel alatre For los diferenteEpLanor+ mmri.cl i,ancrr; g asl. snt¡re urlr+ Vista meridiana delcanal de la rur+da.

L'ueg¡m siie rmrt+r er ar.ahr:, ern ufia Eer.ie rje pranm:-r

perpelndi cu L are,ll;' al el.jer r.c*gu lar.nrente espaciaclclritrcllglf,H tra;r*s.i E'ffihre* e I pl*nn nre*r i cf i nna I cr:ns i cjerarjn r

s,clr¡ recta:::. F¡L+rpencliculür{ils al eJe. Las inter$eccionesde es;'tat* reilctasii c{:n lal; cltrvar$ pr-eceilde+ntes dertermi nan

lns F¡un'hosi exar::tanrent*i.r *:i tuarjoll **n el es;pacio; que

5l

Page 71: Diseño de máquinas hidráulicas

cor'resF,clndiFntes.

Luego e.ie unÉpn arjecuadanrente .l:odms J;, ¿, Funtos de una

migma horizontal, ósi s€ obtier¡e una curva de nivelrEe repite la oFeracion tantas veces ctrmo núnrero de

planos haga. L.a tc¡Fmgrafla det alabe es asldeternr i narja

luelgn r*nn'l:raE.L.idacfus en L a v i::ta en un pl ¿rnor sohre

I as p I ancrg, mer i rJ i mn,* l. *:r;

Plano¡

I lneas

I ns, 'lra;:ms der

En la prár:t i ca par.a no snbrec*rgard:i bu -ian sobre ? alaber" cli f e+rentes

niveLes; relati.vos a la c{ilra cjr*l alabe.

5e

de

el

las

La eEca.l ,*r .rd$¡rr;¿v..15. ,Be de*f i ne sergdir rsl traba.jr: quel se

v't hacer, appo):inraclanrente l. A1 : l para el disenodestinacln al nt{JclelacJori a fin cle tener en cuenta s¡l

rechupe rJml rr¡etá1.

se lnEra firral.rre'nt* un¿.r excelenter verificación de laregular.irJarJ cJel tv'azarjm¡ *:.FectuancJn cc¡rtes del alabe¡Pnr nr+i¡-clin clel planns vprticale1; que pflsan pop lasi

l lneras rje* rr¡.:Lrmr penclienter"

I " 3,, á Ver i f :i. r:::,*r:i ñn cle L r::,:*u cJ;r L

EI. cli.g;*.+nc:

i rrFu €+rE t r3:;

dt*

r*.

.l ,'.,r rr.red;r cJ¡¡hrr* s,nt i.sf ;rc*rr l*r;I ¡:r ernl::racJaI r:Tg;elnc::i.;:I.nrsirnfr*

candi cimnels

cfetrer F¡r¡cJerr.

5f

Page 72: Diseño de máquinas hidráulicas

admitir ml car.rdar nnrrrin.,rr c:cl'l el rend:inrient'previgt*.

cCIn el cltrje't:[vm rjer hacer- É.rs,ta ccrnprnh¡acil¡nr e'* rJivi.clm

la turbinar {:?r¡ cisrrtm nftrrreiro de turbinas Farc:iales a

las; cu;rJ.es; g;{3 Lsrs rJe*tr_"r-rrina el r::audal.

Par¿r e.L CanaL f,J." s+i.? te*ntJÉat

A&¡ = 2 t4r2¡ [ c2¡ tzt - A¿z emzr (zg,%é¿t

Dondr¡; ( éZt I r*e nride smtrr-e, el. rlihu.jo.( AZt ) dr*l alat¡e

I Cm2r) *s darjo por el diagr.anra cje velocirjacjes

se EiurTrfl i nnrerJ i..rta¡rren te tadms l ms: car"¡ cja r es

-K=Ne= L*=r aor

La desvi¿rc:irJn adrrril:: irj*.r entre *ste v*lcln !J el cauclaL

rj*rcl* esi algunasl vbace*' de*r. y.,, si la di f.erencia ncJ

es5 rrug gra.nrle¡ *'si sufi.ciente nrorJifi.car rc¡s diagr.amas

de vs*lc¡cicl;rcJe..:* H pÉtcctlcr.llar el rendinrie¡rto.

tSi j. : I cm¿ # c-¿, ) entsncers ee rrc¡di f i ca ml trlangu lod+p salida.

5i Ia de:sviaci6rr esi ffui:, r.il^srñcJG?r es necesariorecal cu lar los rJisenos de.lI alabe* g rHl-rRce!- tnrjos los

53

Page 73: Diseño de máquinas hidráulicas

traraclos o cJi bu'jms.

1.4 DETALLES CÜNTiTRIJCTIVflS DH L,.A EI.JEI]A

Actualrrrente lat*cnica rje funcl ici.h* ha tenick: gp¿¡ds.5

avdncer$ quf-:r pri:'r'rrri Le*n eL nrr:lde¡;rrJa cle una ruerda Fr.rncixde unfr sml,* pie:.r¿r, Ci. t*rr.,* cflnrcl nupstra ruecJa

clest:inacJ¿r n la r.::entr.al de cHA$l'Al'JG, en La D{rRpqr6¡r¡E,

dq: un rji,inial.Lrn de 4" áünr. C rje J" 3ánr" rjei al turapesandn 46 tnn.

La e.labr:racidn rjel mnl cls+ netces,Í tr: de

que I lenan lns espacins ronrprendi cJnE

C l as cctronag.

numeFOEAS p,artes

entre los alabe¡s

otras veceg se construgen lasi r.ueda*: con los alalresmarcadr:s. L_.a otra ventatia de hster al elininar lr:re

problema'. rje vaciado g rJe funrjicit¡n Frr¡pios cre pi.epr,as

granejes g g*ile$asr croñrir-i,te er¡ permi t ir la nrontura de

a I abe$ de iln n el{a I eln [¡ná ca L j. rjacJ su per i or a Inratr+rial der Le¡.$ c$prJr1áF.:i !f a la cjeL cuL¡t:. pmr a*jenrplo

a.["ebers' en cha.¡r¿s, ds* ac€+r.o g cmrüna$ en funcl :i.ción,

Et ens;an¡hLa,e esi *elal i.;ad* f.urrrJi.enrjo la,* cor.mnfrs

sobre .lari: er:trs*midader:i' rje los alahesr c, pclr.

snlcl,*durar e'.r.;t* -"ligtmnra Frrn*enta un incmnvenientemauor r mL rJe enf r:ia¡rrientc: de lnts' al.,abes¡, pmr lm tantr:r

- li ¡'r

Page 74: Diseño de máquinas hidráulicas

€+si t ü fi fi Infr L ri;+'L...,rni+*n t. ri" "t h.r il rJt¡n + rjn "

l., 4 " :1. |,_!n i *n r:.1(? I a r.l¡ ¡:+ i:J¿¡ á .L ,=ry' hc¡ I d*r I *:r tur!:ri n;r

La un:iC¡n [ru*di:+

lat+ 'fuey't¿¡ls rjc.:

irfi{JHr- 'l:r'ansl¡ri

I ;¡ r- u r¡ cl;i ,:i I Ar,

ilrtelgr.alnrenter .tcrrJns,

4 E,¿rber:

:1i:3.: - l'ls. cn,

n

{:: i i"

hnl

- El. +iflr.r{Lle dell ¡nnfor l,l =,

'-' L.;:r I¡i:te*n c i +r

g Fcll:mnci."l

H: t Fi fii+ f$ cl ¡:J e",

tracc-: i &n c)

h iclr.arl l. i c¿:r {Axial ) r

rJinhrrric¿r,

F¡nte¡rcia estAtica

J. ,* r' t.l # cl¿r { r* e.,- .1.: r. ,i,, cl u c E+ t; n

f L e-'r: i. brr ) ,

f nrrrra cle

$it*tlúrr l.'t:::. rlilr,r*il:sj.r:¡nt*r;r 1.,¡ Fmtr.rncia rje la turbinar l.¡rs

cc¡ndicimnel*; cje¡ er:plot¿nc j.ón 9 las tenrjerni: l.:.!ri rle loscOnStrU. 1. "'' t.i''ii. -sr(:r han tnmaCJr.l di fef entes SOlUCiOnes;.

:55

FIGURA 17. TnFe c chaver{:a

Page 75: Diseño de máquinas hidráulicas

-fsee c C.bavet,r| {FIfi,t7i

Esta sclluciñn sie errplf.*a

de Fequ{*Dasi i unrj;;r*,

EL tr.rp+i,l G-"f:i l:;¡. ";i cill.tF¡tt i l::u:i cjr::

smbr.e *:1 cu a I ::;r? ,rpfig,r L ,t

árho.l c.íLLnclricm.

Con e I r:[rj ert :i vr.r

ruerJar é1;'t*-.r iñíj.+3

i?n generaL para la fi.jaci.rln

pclr un ar¡ i L lo rje

rue'rja fil'r{*veteáda

:: pie"'ras,

sobre eI

La he*rr.nmt:rst t j. enrje a l guna$ veces

clesmonte. R.s netcegaricl pl oveer ufi¡l

ch¿rve{::a,¡ Lcl =u.Ficientt::nrents+ Largar

salirja de hstn ürl.ti.nra.

L'mnm U Ch¿,rve.ta (F IG. l$ )

F:ffiLJRA lf:}" {.'nnn s r:haveta

á sp-l dificil

rñnul.a frara la

Pitra pe'pm:itir 1a

de 'Éac:i L j. t¿..rr el cJf;!::i,ilrrmntaje* rje laIlrcln t rt +ilhr^*l L a Flrj n t: ,,r de: t.t n ár t.lr:r I

i:: .,

Page 76: Diseño de máquinas hidráulicas

c&n i cc;. Una l:i.rer t:a

filert: el.; lrer:hr:s en l;r

la ruecjar fi.Fr,jjtgjitit{¡urEt

arFn c-le I *r rjr.r Fre¡s i ftn

tuer- c,n.

Platr:: U Char,.m{:: *ri:i (l-"1.fi,,

cltcvolot ¡odiolot

FspÉr(: i. "t

1. *.r tc¡rn i. I t ada sobre l cls

e¡:tr.t*mi rjarJ rjr*.1 árhol r smst ierne

La f i *iari. l_¡rr Ffir nreclin cJe una

cn I acada s;sr!.-:re* L a caFfr rje L,a

f:rI{;t.J[?Ér L9, [r Latci C {:::hr.it\Jt? t: á

?)

i:1. r+..jr+

cl i. nie'rr:¡ i.

r u r.* tJ,-: r

$r+ q'!¡;¡ l'ir¡ ¡r¡ i. 1'¡ - i.?fl

{::}r¡c',{$ r'i(:I..tTrfi.l i" x;ida*¡ l

u n :i iilrl r{c: I as gu I

{.i 11 ,.::! sl.r pifll,' f i r:: j. n fr I nn a { cf e

.l ':r cual. s:ir.t a.justa =;mbr-e larj¿+r i.Éirrrenl:: +l pr:r- nrr+cJim de

:i'7

Page 77: Diseño de máquinas hidráulicas

{:hüve'L¿il+i, ¡^;:trji.,,:il t+i:i'.1 1..:i.¡ jr {.:J

tiiÍftp I g*¿it L f:¡'¡; ci.HF:*rf i'{:t{lffIt C:lJ,j]fi (J{:i

liiHtIl u flet l. ¿l r. u C. t:J"¡ ,,

U df* fi-:::ipñrr'fig(:]fir" Sel,

fiefir.t$aI' i.c¡ rJ*lsnr$ntar. ;r

a,i ugitadr.rs

t:l j

fi]f-_i

Íii' Frcll^ el cclTr'l:: r'ar':ir::r'r..lsit,r i:-:.É:l rjÉ+snrr::rn.r:: il rar,anreltrte FrE

HrrtpLÉ!i"¡11 tnrni.L.l.r::lr; r-'¡:r.[ cnrrr]! li+F.? rfr--r'Ér(:::i¿r. €:i.r la FrG.l?,,

H,ier¡Írlcrr Rur+c-l;r*, rj+.ir .l ,n.,i; tur'!::¡indrs cle pi.mttincr, "-i3fzloCI Hp"

F|.1 aL¡:: {f:iq¡¡rs,'y.'f.tr': ,t+ f:}lana) r::ort F}F;r*ri*fl

{: ;t s cl l.l :i. ' l. cl tJ Fi .¡ ,,, r, ";i

Ei {:: y. g.: .

ll.:*1.. *r:lt.tr::'.i.ñrr f[::'|',:i",t:n, f.i¡g ¡¡rJi::¡Fl::,,rcj¿r tr#.r.fi ]a¡; ruedes cle

gr$n Frntenci-;r,, 1..-n:: pc:l^r1fri3 aju*:tadms emportan Lcl:-

esfuelr¡oE tangelncj.ale:i !, Lr.¡s cje trar:cién.

FI{:it.rRA :Jf/]. pl,atn b¡ casqui ll*:s rje arrastre

Sf¡

R=

t: !a: rtürrreir.n :..

rarj . .r ':,,1 J..:r

coloc,ndns I ms;

r-'".t^ncls

c i r cu n t' c,?r. e.ln c i "T +ict hr e

F$trfir]$i (E¡n crur)"

5S

la cua 1

Page 78: Diseño de máquinas hidráulicas

Entclncerg el e:xf trer.rcl tangencial r-...,i ta cl,p.dn p(:]r !

D . 7t620 Nlctt-

-

t<g/hr^oZRN

Se calcula Ia tensión en la. Eecciñn de peligrm Fmr

medio de la relac:iÉn:

41. gunas,

soporten

rle torque

H-jenrpIm: Tur'f¡inas! De VERP.$IS. . , , Jl jiQtCIt Hp,

$erÉun Der A. FLONnEL. " . " .TnVJÍd@ Hp.

Fa hr. i. can t es .

1.4.3 Uninnes cle cletalle!; parhicuLare¡E

Se Fl^€+vf*F.r entre l;r ¡^ued;* lJ -{! t¿fcaSa un juego

nrl.n:inrc¡ c(rlFr il []e$:iirr dm Ffii]y.lrri'l:: ir un ffrr]vi.nrientc¡ rje"egtqr

ültin¡c:¡ l.:iFr:iti;i L.*r; Íré+r.dida+ Frlr La un:i*¡n" Est+* -iu+¡¡gn

u . li r:¡ J. g u i¡. f:i t :i. e.tner l. t:r,¡ va I {::r* q+t¡. ll, :r g r: :i. r:rr tr.ll; :

t/€t' gí, I g 7á''.) ''

veces:i Et) prel'ier.g,r nc) h¿.lcer que los pernos

el. $s¿'Fuer.zn ax i a I lt as€.lgurar I a trans¡mi sid¡n

por mecJio de fia$qu i I lns cc¡r¡c#ntri cr¡s,

]L, l¡l ':.:: , f;.1 rnlr "

Dt.t500

t::t.t¡rrl¡.1.

j<i u+n ijr:r .[ ¡.,t c'nn cl:i r i ñn cle ¡

Dt800

[ffir'r''''ffid'-ffi|l)ctm !¡bl,rrrc I

:-i fl

Page 79: Diseño de máquinas hidráulicas

Pr¡cm a p{::cct"t?til'LH -iuergn sir..i vit h;rt::i..*ndo ]tr.ls gr*rncle

delhi.dn al. uÍ:i$ T'lt:ry.trr(:rl. deil l*:tl:; ¡rif.:r;,:,:ts C laE pr.:?f.rJi.das

a.t.lffr€¡-n't:c{n' Par'"¡ tr'+Lnr rJn'=mJ. ltfi::i.$r¡.,r.r e,'s'hclr €n L,lg

l:urLr:i.nas; quHr r+ilrii'l:;*fi EclrnElti.rJ,'¡gi c1 .la ahir*r,si.*n H a ln

r:nrrfifini.hn (arerr.r en !:ir.lr.irp€i:fitii.*n)¡ $t} les;, cnlmcx

ar¡i L lng c1r* {:l€n:,íg.irr¿te1 Lns, *:lraLel¡:; TiE, rtrerffrpLa:arr

fáci.iurs¡nte" Et:itc,si f-r6p llnr+n fi la tr.rr.hina c ñ las

ta F¿r*i,

l*;L -t^t.lt'r:cfa

! 'Lr:ii¡r¿1i siuptii.lr.ior I'clrfrrfin LlLl,:jt *attrar.a de.lntrO r3r¡

l.¿:r cual i:*L {l-l ()) *iÍii* i.rif:iltr.¡i I}ür l.a:; y.anrrr*' m

uni.nncpt:;:j la Fr.É?siidln dr.,..r é:*.t¿r {:tgi:üt g€+nera e$fl¡er¡os

t3noFrrÉt$r e€itr€+l::i,n].nrcilnte en pl cr:'ji.nete {.J det5cango de

apfilgn, Para qu(J e*sto n{l su cerja s;El ef erctüa L a

c:mnex:it¡n d* f*stE+ +*g;pacic,r b j.eln e;q*a al .hubc: cle*

a*pir*c:iún ü á la salirjar de l;n ruecja pnr merjic: i",

or:i.fic:ic¡s hechms p$r funrJj.cj.tSn Én '1 ,, criFfina"

EEte prnhLenr¿r de.l en,-{ui I i'. im cre rja cnn uná gravedad

par t i cu l.ar r den tro rjel L cmso de I a* r-uerJas cmnstru i das

p+tFá gl" ..it.'::. al.turag,. En'{*ste casn se colc¡ca soh¡re

la rir:¡rr:n(1r s;urrer.i.nr una cJntrls* unlr:n que limita una

tan¡ara cle+ figu¿t I n cua L F$ta {:olTrun i cada cc}n el espüc i o

ct:rrer:lponrJier¡'l:e+ clt* aI rji{fl,-t-¡ilü i.nferi.r:r. i esto perrhite

igualay' Fn trai..tr+ l¿rE trcltF.:fnciagl ar:iale.rs ::atrre la rueda.,

Cmnlm Éjri?nrF¡l.r'r clt:.1 e$l::€:-t nrd¡hr:¡ijcl gi;i+: ¡:'rlrr:+tJe rfrmncj.6nar

áfl

la

Page 80: Diseño de máquinas hidráulicas

c€rntral dr..r P1{lT-fIHCt¡ 3t3nr, del

1.4.3 Ruedas Dmhl.es ([:IG.;-it),

c*r i da c ( 330lCIO Hp )

FIGI.JRA 31. Rursd¿rs dohl Les

5e lLevan a celbcl a vecps rueclag dobLes destinadas a

equ i par^ turh j.nas de.r e.je hnr i. ¡:ont¡.r1 , Estas of recen

aI gunas veirr t:*r-i;rg; i

Di.,snrinu:i.r t:onfjri.rjey'ab].errente cl

tlsf't"tsi+r;rn* '*x i. *r L +irr; ( s i. nrmtr. l- a en e.L

tantm d:i.*,nri.riuUr.ln't:anrtrj.frc+n l,ls

dl+l;;c*rng;r: t: cnJ:i.riete rJe aÍrl::r!J11 !J L¡*t*

rfi,f-jir.t L tgn t++q,i "

Ptsv'rtr:i. ts+n u l:.:i. l. :i.::;¡r" l.lil

rmcle't es !-', i. trrF L tir::t r f.:¡clr^

tJ+ a L :i nrt:i+n l:: ** r:: :i. i1¡r: g de ri n

suprirnir lms

'tlujr:r)r pclr Lr:

cl i nrens i. mnesi rje J.

¡:iLrr rl i. d+rs; lrrecAn i. car;'

c¿iit..t tJ.¡ L cny-y'+.4:+l:rnndi q+n{:e ,a I de+ Í

nretJ:i.n cjn unñ l;'n.[a ca*ia t*spiy.al

cJ:i :::{:'r'i F¡u.!. clmi" fi{::¡mllfl,

Fi9.2l

1.. I

Page 81: Diseño de máquinas hidráulicas

Tal rncJ*.+t+i:+ nr'th ninntaclm *;nhre un r:+ie.r r::¡t.le..'atravi.e..lsa La

'l:ur'¡h:i.na cl+:l .l +:r!n a larJrr,' ü:.::itr+ silq.1'r f :i.,.i ;r a.t eJe Prlr'

nrer{:li.rf del L a:: fih.nvt;Itfi$ r:lr-+ ü}r'Frii.hn'

$c+ ti.r*nr,,. c:c:rnrr rci.ral:i,rat::: :ic:¡tle*i r-circ.i.e;intslt* cje rr:dtii'ltE¡t;

dt:rl:l.ri+si .Lc:rs rJr,l I'ir:rltT':t{:rl{V--AütJR{i cl.l'Lu¡"i::innr:i iclÉni:i.res

de:i¡¿rt^rnl.landr¡ r:::¿..tcla un,.fl i 1.fi!', C!{n{¡ Fl¡r. ) a TiiO F' p" il¡

h¿:r.j r:l 1.'7'7 m,, d*::+ c:¿,t j. d,¡ i l;r Prr.:lnt:ii't c :i ¿t de arenrls

t::y. j. i,:it,¡ l :i. rr¿:,,i r-.jtr'! til l. ..rtnrrt I, L ti+vft {R l r:g fic¡nsitru c'hmr${i '!l

i::'iuFlt":i.rri.r' I x f-f:11-f:irt.n rr::l !:FPr' :i.nr "

t..l L i.. r::lti, ti.?,j ti',rn [r .[ r'¡::l l:

'Tr.rr^bina

Tur h:ina

dÉ.,:

dt:¡

P,1' f:lii[: . . 1;3. L 0ltll ( Hp. )

PHAfiE de VI2I1...1....E" 36,1?lO(Hp),

I . .i il I Íi-rR.[ lltj:t nr:¡11

1.3"I fielneraLi.dadms

E: 1. dirs'hr-ibu.lc!m¡'. fiI.¡gü nhittti.vu €rri

unifr:¡¡^nremslntFir e+'[ F.tguá $c]h]r'gl la peri.

dehe rumFI ir r-i.erta$ cc¡ndi.r::ir:lne*g;,

I nrF¡r' i rn i. r' n L f ,L t.l i. cln un

cmrrrF!{:lniril{:ef Ps*r':i. f Ér'i. i::a (J¡*

el de retrart ir'

f E-"r i a del rodetr* 'r

lnfil,:iÍrri.erit:: c: giratorrmr con untR

Ia vr+l*r:i rjad (C4ol "

--As:it:lr.:lnr.*r i.in-.' 'i.,.rr:::i üri r::*nt:inu.¡ dr*1. f I.t.t,j mr pflF tantct

..,.+ .tn ¡r¡3 l;g.:¡¡¡;;i.;¡ cli.-: l¿'t tilrt¡:i n¡.:t'¡ *c;:l:s:ít:I'i áttclm el rr¡lnirrro

*¡,il

Page 82: Diseño de máquinas hidráulicas

d+¡ Frür- cl i. cl,'rs' rjr.l fiitl" g ¿tsi' prrrs i. h .1. lp:ir "

- Dar uná n¡,ir: i.rra e*,tanc1ltcli. cj;rd { lrrrPE}rnrÉahi t i.clarJ} err

pmc;i ci.ñn cerv'v'¡:tt:Ja¡ cc!Íl

p*rdidag' rle ,tqt.tcll !J p€tl^ÍIl

á undfl PrFliriún F¡i¡rci.+rl I

as;egurnn dr:¡ l,¡ at:ev"ht¡t^":r ej*l

*ier fAcil

Frocfil F¡ütEn r:- i ¿1.

r*.1 fln dm rli*;nrinu:ir l,ns

:itir ¡:{r.rr* +i.i'I ccrnrjrtcto tratr;¡js*

pl:|r- nretJi. n de un bg-F¿rs's

I a cmrrrpr.rf;py- t¿:l der Íi6tgul i darJ"

cJ*r mfrnic:bv'¿*r g nc] e:ri.gir nrás qL¡e uná

p¿{r^a Ia rs.!guLacifin.

{-lf'v'r* cer I a rirfig i h i. l. i. tj,;¡l cl der

Fenm j. t j.e-rndm +.r'|. F.+fiüll"ütsi* tJ i.rq+ctq:

tr;¡r te¡s "

E L .¡ i. st r:nr;.r { f: I N}( ) L

eFtF rrrmrrentm,*clclrrtada

Lr.:r¡¡.,r' r¡Ei{:*rl#, ct:ttcli. c':ic¡ne:i u e::

un :i. ver'$¿r L n¡t*n tm.

iln fSr:iI nranteni.nri.ento

H erl. r'eerTrF laro clq* $u!i;

eI v+Lc¡r cleI cllarn¡+trm

{:: r'ihr.ti.dmr É:n funclnrr

,.,,trrrr-..,'Lrn rle clntrarJa r-1ei

L, 3" : E'::rt:ah.[mr:i.rniento de.l FrI,:tn del.l di.s;trihui.cJnr

1.::3.i::: .I Í)r+l: ri..rv'rn:in;rr e."-l cli.hn¡etrm Dn.

Pur l. i¡. Glií Frc+r' :i r,¡n c i. a $e i'+

Dm r rnqi.rcl i. tjc:l ,:r l. ¿ii t$#t l. :i cla

rlel { ñrl ck¡- la tri¡*h:irr;i

,rr I r. l r €:l r"l;i ,,

'Tmn r+nrr:i:,i a gi; I l:

{ :i. j ¡,'t tlcl

clel. rJ:i E

!J t¡.'1. rJ L

Page 83: Diseño de máquinas hidráulicas

"f AH|....A Ii,, D:i.litt¡s+{::rr::¡ ( 9o )

Dn./tl ( /e i t. lls )"[t.r v' k¡ 'i. rr '* r'i

1 :{" i;l,, :l Nillnr*i,ii"e :-!t*,nLah¡es rJi.v'r-"ctri.cs:r:;

F-*tr.'nürrrrrc:r Lli*¡::E¡¡1 ¡1s rje+ rnuchng f*Rct{:Jr€"'l;r eg;Pecialmen'te-rje üqll(pl l.ns. cluF astngr.rran un c:ierre cofnpletor sin

e:riBj.r L+ e:*ns;truccil:n rJe al.nhe+:i nrug IarBasi esth

dadn poy' L;:.1 rq¡ l.;rc i bn r;:i gu i en ttn :

Hstab I ec j. cla r.rmr THü["|ANN,

zo= icD.)/'*(1-6)

[Jon de ; Dn t. l; €?]í pl Ír1l '.' :,:]r'l mrr.

Sie i:: i!,F:,i"of t.lri nfrfir+i:re p,*r. del alabes fion el f in

de crht.nnmr unfi r'Hpár-t:iciftn rrEgular de Los tral,egianost

B i Zo ',:..,iil¡

1,..3":':: ":f [:nrrr,¿ rjgl.l. al;'¡hrp d:i.rectr.i.;r

Page 84: Diseño de máquinas hidráulicas

Flu-ia eg¡r;i¡'s1 entrr¡ do$ Flanmi* fraralelo:;

El ersturJ:[n tle]. es(:::Llrr irnj.elnt:n, rr lo largm dell

f i .l.arrs:n'l:m rrrr,,"-r1:i. r:; nH$ prlr.trri. tÉ? f.i *jar. el ángr.l.l r: rje

ingeccil¡rr (ú.o) del flüi.clar a la salida rtel cJig;tr.ihuirjmr.

El }¡r'c¡hlern;¡ cilnEiste Fn dete..rr.rrrinar La forma gelnsrr.al

dr'l lms a.l*ihr*s capflceÉi de* dar Ést.r clirer:: cid¡n.

' con este c¡h"iet ivo esturJi.amms eI escurr imientn

c+enf:r. lFetr: c:ln'l:: re I pl.ann= F¡áráLelos.

Pestana clel rJisi'tribuicft:¡r^ su'Ficie¡rtemente ale.jada de

( Bol,

En egltel Íi.rspi.rri.fi l.rt; vel.nn:irjarjes;; merriclian**; estan

I igadas f-¡clr lcq r-elac j.ün:

ctq=cn.STctto#=caoff

Y 1¿rg '¿rii". L fir:: :i rJ;rdr.'s prÍl- i. .l'.f*r'i cü.t* :t

Hc¡t,:r'::' r-eL,:rc j f:¡rlr.,-':"1 d*f i.r¡ti*r¡ r¡J. r.,{ilr:t: t:r vr*lmc:i.rjacJ en t.mcJr.:r

Pt"lt'ttcl dc+ l. {i:s[:¡;¡r'- i c¡ cmti$l:i. ijr:li^arJn I I 7 1

Cu = Cuo '&Rg

r"fmcr*-r.c¡x c2= crf ¡ cnt = (cui + c^:) # = .: (#)'

í,r li

Page 85: Diseño de máquinas hidráulicas

Ar',.¡uniernt:r:i:: tt a t tt' = Cno = t?xo- C¿¡ C¿o

Dnnr.it:.rl < = 4o

fi¡::il'tc¡r::i.e|nr:lr:r q+.'l vr,'r:t{tr .¡r?l r:¡(::: i rj¡gJ 6¡9', Í¡msi. }rlel delterr¡l:inar

la ecufl*:: :i.frirr rjri t.lrt,.rr 'hrag¿.:r::tr:.¡f.:ia, Hn cor:rcj.:ln;rdns

FrL-r l. ;rrFtíiil r f:if.f t: i (+ne :

-Jawt¿, = d¿(.c ) cr: Cn =tla-é74oC.t

Donda;, la ecuac:i.ün di.f.er-enciaL cle la curva:

| ¿R = tgxo , -ú. = égdo .¿/

kJg"R

I n t e.:fi r.+:nit:*: Í

[-.crs,, ft = t?4o'/+K

[)giJ::eilrt'ni.fli1jr'r'ri::r':ji ].i:r r:t:¡I'l{:i{:+il1:tiir j.nrF-,t:rnir.'rtr.ln un,t cc¡nrJ j.cid¡n:i

Pr-IY',R Í R :::: l:?;¡ fl:Clfi Ll fi . t f I :i: tlt

Dmn dr:.1 I { hi .r ,:,,, 1....n1¡ ,, [?n ,,

cpt:-*ll

úf:r

Page 86: Diseño de máquinas hidráulicas

fr i r¡ a. L ffrc;rr¡ !::t* Í

tuao' (F? :'r f?n. { € ) '

Que eE 1n efit.tF,L-:ieln cJr.i.r ilna elÍjrl::¡ir-#l lcigarltn¡ica {FI{i,3:il)

F.ffiLJRA :l?., F--s;pir.al lc¡garitrnica

Fnrrrra cJs.rl eg.quelletn H Longitud del alabe

[....ii rrc-r-jc]r f'r:.¡r'rr,:r rje cJeirle el efsquÉLetm al aLahe*;

$+.i:r'á el de.l Hn e*pi.raL lng.rrj.tnrj.car sj.nernbctF!fo pclr

v';:l;{(fn{ri$i c:itn$l:r.uctir¡as:ir !5G? rrrelfi.ere re*etpl¡*:"rr. ci i

{:urvH,, hi.ern si¡r:?r_l F}clr^ ilfi al^rjffi cjs* Li.y-cr.l ln que Fe apr(.. i - l.

Lo mhl; pcrii.h.rl.r=1 t: F¡oy- una r.er:::ta.

lJna vt3ti: ar:::riiiFrl;:at{a l,n,r.r.:¡t'.1, .,

clel Íi+g:ii.:t!.t*.i¡-.[i;r+.t:*., :.i-cJm l..ln

l;l:r. cL.! l^'..' ..:'# tü q:gii q' f*

rJe'rt:e¡¡ ¡¡;[¡¡;¡ ].a lnng i. turJ

rñ.rcuhr. im j.ent* ccltTrpletn cjl:

:;l.rs; er:ltre¡rrri.cJades esl::en

Lnj. da -*., C.

ó7

Page 87: Diseño de máquinas hidráulicas

t=i.tuar:la$ rin!:lr.{:l Lnsi r¡:di.n*, c:c;}rrrunes"

En I r] pr;rc{: i. r:a ÉrJ rJ j.:iit j. nguern J cfi!io!i !

. Pr^ i. nrer= fi.*:tc¡ Dm { 1úI0B rfim. F IG.:tJP-¡

FIGURA 33" Do { lQt?t0 mm

En *ste rns,o $e Feelmpla=a la er::piral pclr un arccr

clrcu Ior r-pu r.,:rrJio e$ aqilel rje l;.r curvatura de:

cu¡^Vi.* En L¡n Funi:r:l coI'¡:;j.derador gtElüri

Pz Ro

' o Cos e(o

5e tra:a tan'kn-- clrcuLms {:$nrn aLabesr a partir de lacirrun'Ferre+nc:i.¿r cle,r rJj.,.?lnretrm Dm g se cleternrina l;rLctngi Lr.tcl cIc.:"1 ,¡latrri' CÍ.hF j.r::"rmelnl:t*'.

tüÉ]{:fi{Jc:r ,*ñ¡:r.1.:i.L i t:n sr.rl e.f.+:"-*l:t.l;l

de

1a

S:i F!r'0.,'] f i. er gl *+l

*4El

Page 88: Diseño de máquinas hidráulicas

nf¡mer :i canici*n'Le e I. ca L i:::r-l l. c¡ s i üLl :i en ts ;

¡trtrsr j.sa clr^vi I lrre;r cjel. pltn+.:rtt ($*R / Sietn (d,o,, ).

Dal duncle l.ti l.nl'rgitud:

t r . Rt -Po*n clo

frr¡:igr¡¡:i.ri:.:ridl:l Llrr rr::{..l.lhr. i n.r:i.crr¡tn nuLr.:, ( V l,*, #

Íii::.t nl::'t :i.r+nt:,¡ l,:ir €Jiíl:.rf.prc,.i.f¡¡., rJq* lr:ng:i tutJt

lo etr<o'# - ,=LRo -w

Nm F.)|::i firJt':.es;.Trr.jr::l sr..lrr¡sir.Lei+rs;e r-i.gurersarr6:lnte á e,sitmE

vaLr:lrc.lr¡¡ riiiH Les nrr:lclj. f'i.r:;rr,h ,scl+i+cuadarrent€+ en torjc¡*i; Lns

ca$ctg s i {rt.l :i. c.,+lr t:citrs I

Pr*cqr.rr:irrrc:r* a.[ ahr+g cli r.s*r:..1y- :i cei+g; f 1.. .:, t..n

{!r,tnt:Jti:.r,i:i ¡iiL.rh*i:,ll,i dir.ertr':ict..','gI 1..,: L.m.

Íieüu lr dcr c'ñr'i;irJ i f)c¡ :' t fipt0irrrr u { /l c ) p*qu$ncl,=

t, t, 4¿ j i:¡circluenc*; ) . f::'l'/- ! .ii¡+ "

Seil E+Íififi=¡;tHi rii rli¡:r.[ernei-r.l::r¡ lc]-.:i al.ahri;lt-": qlir.*ct* i ces;

r'erc: t:n*,;,; clnriclc* l.á r:.'iíFl'r."..:':;.1.r:n cl6,r Fl..l Lt:rigitr¡Cl es t;rL g

Uninridod luhnomo ü Ocia.ñh

|)cgm Sibliolxo

y':ri.'it

Page 89: Diseño de máquinas hidráulicas

F I GTJRA I/+ " Da ,1. l O&10 rrrm

Dr: ."¡. lfil[,lffnrnr g i 0c ) grancle ( (olo ]Ter cer fi.ng;c]

gr¿rnde )

EL t'lr.rjn s*r-á c;.*E:i. racli.all

rG:!cr.l br. i ni i. en tn nr:: e_"s¡ tA *dnl i. t i rjm

J.mt; va.[c¡r-*rsi +;:i. gt.t i.fint:rjri$ it

2lT

Pe¡r'f iL clr"l. x.L¿.rhe r:li.rr.*ctriz

F I cr i ter. :i m {:Je

$e tendrA pen tantm

(1,::fJ a 1,4ü)l"R" Eo

7m

Page 90: Diseño de máquinas hidráulicas

Sie ty-,-"rta *rlic¡r'a de clr hr. i r

an'l-er i r¡t^metn {:É' !J dr* d¿.¡¡^ {R

f ornrer c É+sjFslsor f avaraLrl es

mecán i. cr.r e h i. clr¿:rü L i ca,

erL HÍiqileletn determinadn

Ics aIahel:* direr:tricr:s ti,¡i

cJesde dos puntfils cle V:i ...r.....

adopta unfJ o

nÍJ los auut,,..o"

Con e$tr* nh.jet ivo c¿rda ccti.: . 1..i: rtor. l, 1..:;.,... ¡:e¡lrf iles sinrÉtricrJg o

lle.r in'tent:.:r dei"-'l1s;'y.ti. nar las f ornras ccl^,^G*gpondienteE ñcln

lns rellar: :i.c:nes algerhrair:as *igrri.erntesi,i c s;e e¡n$agd:r.

con éstas papñ ve* cu;¡r nfrere nr*lJn*es *esurtarjc¡g.

,LA

dlo

¡'e du r.: c i ón

prLlnunciar:Jc:

. La curvfi!

L.enrni.sc¿rtez lX2+!2 I = *lxz-V21, quen{:}

I os nesu I tarjms FsiFerarjos á pel;ar rler I a

dei' rurcjenaclersl ¿r causia cJert ángu lm rr,ug

en su bcrcJsi" rJe f uga (sal ida ).

u2- xl r.^-x).y = Er-.

qut;l sr-:! pr-rq+del c¡btcrnr¡r gr.áf.j. c*rmerntm a part ir clel

clrcul.mr +;l*;te per.f i I .; j.ner.l.rh;rrgfl rfitsl.lltn nrug j.rrf Larjn.

En nf eilcl:: n ]l

!J;-m Pst Y'¿.:l r: = [*l don det l,,iir .l nng i tr.l cJ l....

lí =: 'il,a "

= ?*r

"71

Page 91: Diseño de máquinas hidráulicas

Hn cu *+rt t:r.:¡ r*' I ü, r::i f.i¿ijr nil.:¡ f' i;

/tft 6xz ,a2a

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( {,-uan dn l;.:.r cJ+i:r' :i v.arja Fs:i nu I a ex i. Eite un frax i nrn )

Dcln clel ;

< Y rr¡-rf = #.?= fta" rtn,fG)bo

Finalrrc:nt*n :-rR1 t:trl:: isrne el va.[mr rjr.ll e$pesc]t^¡ ( C )

{ e ) r= /t l¿ttax. I

L.*r nclnstrut:c:i.t}n gr'"1fic,.r (FI{L:;l::i }, Se, npera n*i:$e tra;:;r uli clr't:ult: rle cJ:iAnrr.:*tr.n l- = iia¡ centr.*dr:

cle I ¡.irg'"

c¡r den a cl;r;t ,,

smt:rr.r el ejt¡ dr+ las ah*i

f:r T r:itJlitg\ 'r'il fi{-': i i

''). i

Page 92: Diseño de máquinas hidráulicas

Tr..,r;,:,'¡ntjl:: r+n:lir*flr.1 i. cJ,t Lir]ii v'r:*c t.*t { y' i qur.+ pfr'sa Für ra.L

nrigern { rli g flLliil, (::fJr. 1:: ,:i ci:l rJl.¡ir.rrreti"c¡ r¡er.t ic.rl ern A"

t...,r liclr'Í tt:¡r¡1:,''¡ [ ql.tn* F¡iii.fii'.i ]]c!f' É:+fiite Funtc] r::$rtct L.iir

r:::i.r'c::l.ln f Éj"-r.fi"-ii{:: :i it Hrll rJr:r*; ¡::rr.rll::r.rÍ:i t A i !J ( B' l, ,s j.tua6ms

tl;nhrg' J.¿:r.r:.i, '..+i:.:f''h:lr:::*J.ti:ll¡. í.|:tl U lhl" ) l:rfir' lm t,*n.l:cl l*t+

:i. ntmrri'ielr::: r::':i ilnii..tii r'::fl¡Ir i r. ) i?r:it:¡n sil t:r.r.¡¡Jc¡1,i, r*nl,i,.t+ ].¿r t::.t.rr.va

hu l:; r::a cla ,, lii. rr r:* f'+:,- r::: t m !

" L", ::::: 1.,: , ¡l S. t:.: ,, dr¡ I ¡:. r e c.l: it "

:C :::.: 1.,: " ,* !I. i::: . tjt* ]. ,:r. ti cti. j. r nn .h a L a "

. t.X- d f n-k%¿ d2 =eF-c cJ+.* l;1 ,*iy' |: :i. c*t I e.i,i L¡ !J il'

H L :i. nr i. n"+n dt: ( li ) en dr.:l l ns q:crráfi i. ones an ter i ores Íie

sL¡t ie+nr* +ir I l.uq¡a*r cle lr:1s: puntos rJe interseccit¡n quF

r:clnst i hu!reln ,. I a cupVrr cnne;i cler.acla !

2 í2 -z ^z -,2 *2 .-2(r-d + fra-=t ) U'=b¡a^-té+2ax-az)

znJl-= L (¿a-*)

a-

P¡:rra rtts;'l:: :i. tr.r:i.r' l;ir cur-v{R r*n'r:c¡nr:$:fr! Rs nE{ceiE:ia? ,.-. j.ii:,erár

Llntt re¡ducr:i.hn de c:rcl#,r¡ad.*s,.

Sel nL¡'h:i.clne.:l r,tfi{:nnces I

4;

Page 93: Diseño de máquinas hidráulicas

93= ü Qa't)-da

c1r.lH sfr) nht.:i.ri:lrre* de una fc¡r.nr,+ icJÉntir:a a la anterinrr

FcJrfi f:r,"lr^'Lj.endc¡ rjr.,i la er.[iirEs* i.Ja F$ La longitr.¡cl de ejie

grant:Jp br;::t¡.1 * tj*.r $t.I fi?..i ,+ p$¿-{:ll.lnrr¡ff,.

H1. H*-rFri.ttiii'lr rlr.,* fir.i*tt+ irr:lr-f':i. I t:je¡:16r¡¡¡1g.;, errtmnceg; r1er.l. valr:r

cle (b).,

Efipesr:r +.?:= tzhaat: = 2+(ilfée2''é

. [.-n cui'vír

L.ang j. tu tl 1.. =:: llia .

fler 'l:iene dr.:fini.cjm etl cuefi.cien'te de esbelte¡ del

al.¡..lhe tjr.,.l *¡.c::r.lelrdr:: ii l.a rc+.|..¡t:i*¡n t=¡ "=*¡./h)"

[-cls a,:ip+rctc¡* cle r.esli:tii:encia 'f ijnn Ios, valorel.¡ a

adcl¡r'ls¡g;¡" lrnr¡*a ($) rje (s; = a/h) segrln los cásoÉi!

TAP,L-A dr. Cc¡t*f i. c i. Eln l:e cks :rl$tlt+ I te:

C¿ri cja n.l t;r Cai da haJa

-7 I+

Page 94: Diseño de máquinas hidráulicas

E L per f' j. I que $e oht i. ene¡

cjonven i. t*n tm enr"e+gu i cl,* cJar I e

adecuada {cl+rl:: errninado "r paptj.r

E!3 rectillneor FS

al radic la ,curvatura

deL espiral lmgaritnri.co).

1 ,, :3. ;f , /+ H*¡:,r.i1';¡1"

sa l. i. da

( Qa ) tJel. Al ahr++ Di.r'Err::tr i. r la

L.og; as;pectms cje ilHnj.Ete:ncia c de+ fahricacfmn

linritan el ,'rclel.garanrientn del bnrde de salicla deiL

al.abe, ldn f:it* cJes;cEpnderá ih qut* trcr cleba*in de un

nrln inro determi.nado.

TABLA 7. EsFresor l eol

CAIDA ALTA CAIDA BA.JA

Para aLahes

Para ¿¡ I abes;

en

en

fundicinn .,.18. ..,5mrn.

ricf*lCl 8.... 3nlnr,

1.3,:1,5 CmntrmL deL

abertura I dol ilrininra

parir e.l c;,iurj;;tl nr:minal.

nrnvj.rri.entn acelerarjn g der la

entre dns alahers direpctrir:s.*s

(Q1/t )

Fij.rd.-lr' I..rs, dinrensj.nnelr, qenerralesr Ia forma g l.¿r

dir*trnr"j.clnrr cje lms al*rbr..¡eir $F verif ica que el. fIr.r.jc:

5ee1 .rct+lerncjc¡i a fln deir d:i.sm:ir¡uir l;rs p#rdidas aL

mfninrnr sÉ:+ ev:it*r el retardanri€?n.l:E cJeL ngua dentrm rjeL

7A

Page 95: Diseño de máquinas hidráulicas

dístr^ihuidnr^r hacienclc:

cr¡nsi'hante¡ .La,'rcerFcimrt

da**cJe¡ .l a tln l::r'¿¡cl.* I'

Yerlf icaclon rl !;;it dt:

:... .l ......... ... r¡ r:j l:: ;,tn U el ri {: e q:; cl

St¡ tJ :i,'lnrr,'tr' r::i rJr-.rl:e.r di sn¡ i.

de-'L 'F I u.-im,,

r{ile :;e i-J:isimi.nuga *?n urta f'nrrr¡;

c{:¡rr frr.JI'r rl i. rja +n '} :: i: ;r L a he*s I

fl:::ittr aEpector tratandn nlgunor:

Ir':r-* l*lrJss:; cle:l alabe+s veñincirs"

r"ru irse E,:ienr$rrc'? en el. sent i rJo

Dc¡ r:'Lr* p¿rr'l-e.r r*1 ültirnm der er:;tc:s tit^cul.osi centradns

rrc¡bl-e l..f cirr::unfer-encia de-'dlanretrn Dm g tangente's

pmr Lrn .|.,*.dn cl la cÉ]t^;t interna de un alabe g Por eL

otro Ladn fi l"t 'f5I[...t...AfiH" (Hstela ) del alntre

precer-lentr,l dgrh:r,:te.lner un dár:¡metrcl taI que:

4ot a t/.

Eocc (zgU)t zo

Cmn e.L fin dt¡ aÍi*?gttrí¡rr s¡l pÍtFao clel caudal ¡fiaxinra.

1 . 3. ;:: ,, á Pc¡,:i i c i. i¡n de+ l rrun tn dr¡ ¡r i. vr¡taJ e.

1..¿n t^mfir.rlac:ión de l;ir:inHs''-ccj.ñn;¡1 caudal se* nhtien*l

pclr el. p:i.vnte*,,itmie'n'hc-¡ dr* c.ada un{:l ck: lng; aLabfi:sir

a.l.i"mderjnr d*l iln r:lic"-r {'j..j¡-indc¡l.nl* e.ln ufia pcls;1c1-t::lrt

il¡ f: t i nr*.r .

Í3ru1.i::r Fj.l. i..r:,,it: t.td:i.n t::r::rt'tiF] lfl,l:: ffi de .l lrt= m::iif u*i.rr;lr:* c{l.lm $rl

hic¡::lqr.liiil.j ¡3f'..iri rr''itlrii adr¡¡.1.¿lnt: r,:*r lr{iit''t!r'i. 1::qi+ un'n slt.*tc'lrnlin+rt:1.t:t'¡

,. i::!

Page 96: Diseño de máquinas hidráulicas

e)íar:ta del'este',, $i.nFfrrh,trrq¡ct

Ee e:*co*jmrt sr.rhrs: el di. trr.r,jc¡

t a I r.¡tt *."- !

Donde I

( ./cpresian ( r;¡n

r :: Brazn

relcar:: :iñn ,nl

el rr$rTrent{:l

cnmü pr':imt*r¿r

r.ln Plrntn ds*

aprox i. niac I nn

p :i vn t e.anr i e*n t r:

K=

long i tlrrJ srubr.el eL cuaL actrla la

pc¡e;icil¡n cerracja) nredida sobre el aLabsr.

tle la palar¡ca rÉs;ultanter con

puntm de pj.vote,*mierrta U de la ra=ón dirr¡:

¡^e:*n it ilhe t:ienrjn abrir elL diEtribuirjor:

& =tJr

$e r:rbt ie*ner este puntm pclr tanteo agudandose rje la

ct:nstrucciór¡ si gu Íe¡rte ;

F:tGLJRA ,*-7. Puntm de..r cunt¿rc.l:n

7'7

Page 97: Diseño de máquinas hidráulicas

1.3-:,7 Dt'.ltFrrri.naclnn r-ltll ¡runtm der pc:ntacto entre

alabers. {FIfi,:il'I)l

Teniendm e.l disencr cle*.J. rJi+{::v-ihui.clnr. rJ al n¡*¡not' eL de

dr-lg:i a.lal.:¡:'ilt fimn$eciltivos !J tenienrjm el cerrl::r.n dn

Fi.vmte*¡rri.s¡n'hclr s€* Fruecle cleternrinar el pufit11¡ de

r:nntartn a Fart ir del dia-qranra cle ERAUN.

Sienda t] I g (rii lc¡s centros ds.l pivoteanriento carja uno

de los :? alabesr !J Al el er:tre.nrp del alab*r I,f ormanrt'¡l; ml paraLeLngranro t)1" O?. AIA?, trau ando un

arcn dr,rL *'i.r'cu.[o de]. centrr: A? g de radj.o AIAZ, quF

cmrt¿r la c*?ra inter-:lor del alaber ? en S?. Tenemos que

eI purrtn ck*l r::ont'arto esta si tuadc¡ en la intersecclonde 1m':; tircu Los centrarjms en r'-rl c o?r c cje Ir:s rarjir.:rs

OIAI c (!?B?.

Es entonceE posible dihu,iar. los alahes en la pmsicirln

cerrada.

1.3,,3,E} llEf'uer:m derl agua snbr-e los; alabes

Para dirren*;i.c¡nar ta ccnstrucclan €i$ necesario cclnclc.f*r

el valnr de los esf'ur,rrxn* que actuan sohre Lms

alahs.+s1 r.:Jn func:ion rje l*r ahertura del distribr.li.dnr.Cmmen í:F*fTrnE F,ml^ clsrternr i nar I r:s en J pos i c i. r:¡ne*s

dii::ti.ntat,:' .ir ¡r;rr.tír dr,r lr:¡g; alahes cJi.r^r¡ctrice:i.

.'t

7FJ

Page 98: Diseño de máquinas hidráulicas

Pr irÍrr".rrq frclsicil¡n !,1hierta.

Hr* nelcEil::;.,¡.r- i.m de.l'hernr:i,nar l"n repnrt:i r:lnn de Frrels j.{f nGrF

*lv's¡.rcki.':cjm¡^ d+ Lrn "r.[a.hr.r. {.]nn'etgte oh.jr*tivo s€r traga

unfl r.ed cJtir 1i.nF:as:i clrtc,qonales quG:l represelntan canales

de caucl*le¡.=i, Flc{¡"cialps iguaL*t;r rjel inri taclas por 'l .: neAs

de co?"ienta y l¡s I ine¡¡ ..,

f lrr idn { F-.QUI P{)TENCIAI'-ES ).

c:i dades i gu a L e*s de I

La fornra general r rje Ésta rJetrenrje .prinr j.palnrente clet

t i pc¡ cle ccrfiraÍ.a de ¿tguá.

En e.t c¿r!ii{:} dei* ur¡ü cárnar": de ñgua at¡iertar el f lu -io $e

prorjuce y.arJialrr¡ente (FjIfi " lB ) .

F I6t.JllA ;i[:1" C;lrrrar¿r cle,r

Pmr *L ccinty.ar. ic en

f'lt"t ;ic¡ +:+t,:it.t rrrgd:i f i c¿lcJn

afjurr aL¡ierta

{:::¿ltfiitrc?. rJe AgU,.r Ceif faCla

l.+i Fr-r..*g"encia de La

r¡lilfi¿t

l:rcl i*

Univrrid¡d lulonomo do (krifnh

Do¡. Siblfiro

7c]

Page 99: Diseño de máquinas hidráulicas

cflJa ftr$Fli.r'fr1 ( CARACT-¡L) U de Ln*; t¡^ávet;erncls. {FIG. ?rt)

[:IfitJRA :i19. C&nra¡^a FJr.r riirg¡,trira I

conocienda I a digtr i h¡ucic¡n de ras veloci dades Iapl icandn el tr:+orema de nERNourLLI, se puede calcularla dis:tr.ihr¡r:irln de pre$:ioner;.

z^* $ t€2?!¿v

HrC a+ t)+ -€*t,

DnntJeir {a ) cai^;.,rcteri.:i,,r lmt;'l:anrernns relativnc; al ni.vF:l.

en tr.e .l +:ir na i d¿r :

(il) C la entrarj.r

de+ I

d i. st r- i h¡u i rjmr. ,,

...a una equipmten-'

fi![T

{:rL )

Page 100: Diseño de máquinas hidráulicas

c:ial en el

distrihu:lrjnr"

Deis3cctffrtronfl,Fnic,s L;r er:Frrer:=i.ftn d+:.1 p&r.diclas de car.q,n!

Htfa-il = Hrca-e) + Ff¡ce-xl ¡ llrCa-tlnO

Sel puede.r {ii+slcrihir tanrhi&n:

H = He - HrCa_el = ta, _ flr¿a_ tl

De r:tr.a F&r'te r

=0 c d-o2!'

Donde+:

tu,l

H-tt = P=x *cllr 2?

O áun:

P! - (u-Ha)-ü

cmnr c, = = S-.-Z¿&rD. ,

dc¡nrJsi ( 4x ) el;; .!.;r rrrfi.r(l i.dfl cJ*L .lar_gm dn .L*

ü3?

fJ 1.

Page 101: Diseño de máquinas hidráulicas

e{ru:ip{ftenc:i.,.'r:t {::firt^€:.ls3pofir:J:ifiünr:{i*, {.lur*cJ¿rr¡cJn f inalmr..rnte¡

Y r-rr'r¿l vriiii:l lri{: del::esv'mina l.,r,r Flarg:it¡n a.la entrada clel

di':iitt^iht-licft, -r :iE: ra.!.r::ul.""r L¿rs; F¡^Ef:t:imnes a 1o lango rje

La:i; er{u . Fo'hr+n c i. ¡:¡..1 r.ls !

Pt=tl(H-tts)- {C+)1 +

zx I P' * c,2 = zxt+ -P+'-'* -(!+'- + Hrlx+xt)

J429Y29

Pero cc]ffrilt ;iiÍ = ;¡r:1 ltt.*ne+mos:

&, = p¿- * g'- c*,2

¿tI292s

Dnnde;:

. lii+} t::ll{:: .i.Hltri, '[ :i. i'ia 1nrr;+ri t.,,..r r-llr{::r {::rtr-v¿t ile+ pf,fr}E:ir:¡nws.;

a.[r'q+deldr:r. rji.¡l .,¡lat.¡t,r {::ll.rrir clF.¡:,:it:::c¡rtlFiutj*:lit,Rr" eln p{?quenaE

Pxt = R+ *'-'F-(#fl

Page 102: Diseño de máquinas hidráulicas

ti,il per f i c. i *-r*;, r pFlr.rr j. te:

trcltenc:i¿:r ti:i clraü t i ca.,

tJete"

gt',i f i cA ' ;¡'l:: ':ilr r:t:.lr¡s;t¡*trH+r1 r:Jcl

f uer i:as,i ( F':i:t::i,, ,.]üil ¡ .

finner.a I rren te

el. Frll lgcincl

fr:tfiLrRA 38. Pt:t i{:Jmncr f ur¡icuLar.

5e puecje j.gualrrente operar

los nrnnrentmE, rje Lns esfuerros

" ' rnte de l;r

Eel rll:)r'irinnl

funi cular der

nratenrAt i canrente gunrando

Fa¡^ciales:

a un di áme,rtr-n de

Jn = pBodsr n = e,-[erJ,

--Smgun d;r Pr::ri:iri c i iln r s¡errr:i ..-ah i t¡r ta

E.g:i +.lr+t¿,r I g,r Fl.¡:l :i. c :i tli.i r-llrÉ, {:cti..FFl;trl.:ncle¡

cIrt;-t.r.[o r:i+:t r,:..;lIida rjc,:' ("il ),/:l .

sm retnrn,,rn L.:l+ rniiiilrir¡Íii fiFl(r11r-5r"ir..,ng.¡,:* "rn'l:r*ri.nre*-,"

'f elr *:*r',,* f:¡l'¡l:ii :i. t.:: L un i (-r+r'i.',ti {:1..,.1 "

l-.;'r fUey'::,.,r t'r:i¡'lr'-l:1 .[ir::;r g:(+ c,¡lc::r.rl,."r rápj.rl;1tmr*n.le¡ ,*j.ernr:JC¡

i:!-!

Page 103: Diseño de máquinas hidráulicas

1a

ttc

pres i ón un i f nr .;iri,.i::: n te

repartida sobre la longitud

sEl le agt^mga

el mon¡ento de

debe entnncns

f, r llHelc E.r

El momento de ée;ta fuer¡a vale por lo tanto:

frf -R.F n NHb'lcE.r

El conocimiento de los esfuerro:¡ corFespondientes a

las tres averturas estudiadasr nos permite\.trazar lacurva de momentor en funclon de la posiclon deldistribuidor.

[:IGI,JRA 31, Curva final

A eÉta cfitrrF onen iE del I nrornen to g L clha I

el {fcas:inn¡,rrjr:l trnr. 1n:¡ rntamientns !, f?or

es'l:anr{ueicjad. L;,r cur.v¿t f inal r:btenida

f;]r+

Page 104: Diseño de máquinas hidráulicas

l:e.lner q+ L

'ta.L f mrni.r

l ns: ri,j l:ri

c¡b.j e.r'hr-r

demar¡ d¡i rJi:,

Ll .l."'f'¡ i:jt:.rftrj...iy'¡l r:::r:il¡lt:! #l[iidi'{ilr.í::f* f*n tA FIG.3l ! tjt*

rjlt.tiir '1.,:,t,:i; :::il.ll::ir', {':i (: :ic,lli;i {:li.i{j..: c,-:lta cle.ftey.nli.na c:fifi

cli:r 1.,....l..¡r' t::!t+lii:i{.1,:ri.,. Í::(l,icn :i cJt,i¡{:: :i. r:::,iig. Er. tm crJn cilL

rlc.,i i:.1 i:,,.in.i.nu:i. i.. r.i.:]. tr';iL:¡ajn d*¡ t^ctgul;.ircl.l:n

* -1. ', r': ¡' i'l.l mt:l {:: i:¡ y'

"

I,,3,,:.J l.)q:¡'l;¡;¡.1..fi;r1:;¡;:::lt:r'ii:'it: r-rlr': {.: :i vt,.,:ii rjr.+.1. d.i r,.Lt^ibt.l:iclmr:

L ,, .J " 3 1. "l- i. ¡,t¡-,,", t::!i:rr i::.{::tf¡r.ir¡ {:J(:¡ I

EL d:i::;tr i k¡r.l i dr¡r' et;tá

direc'lr :l req; I :i{,1¿:rrln*; a

an j. L.ln dc-: lruri ;.i.|. *+be;+s¡

fnrlrr.nrJru lrclr ilncr serir: clel algb*'s

urr rlr'gano de cnmando cclmünr r*J.

P{:lr pali:rnfii:.¡.s g hj.r.*le*tas.

Se disti.ngu.+-*in dci*'ti¡r¡;¡s r:!e r:c¡nráncimi

Con¡arrtlr: ili'l:er i.or- surneilr.€:iclc: ;

Lle¡stin.,,rrJc¡ d l,ai* turhinn,* da.: *:,Rm¡..¡.r":r

quH tr';rha-j "rn L¡,*,j ci fi ntlr.=';,:fi.* F {dclr.ls!riétsi,r

de cün$l:runr-: Lmn rili.rTr¡:rI.6.:..r U ecol¡mnrica,,

deI ,:{gt.tr.il n(:t rrrin{::.H$ij.t*:t nj.r¡gLlt.}{it r.in1nn U

pi€*xa$,,,

Prr:gen{:: "¡. i.,* dti:r*vernt.rj*,t qug*

&l^+!'nA rs*1:;rrd¿:r rii+.1. rnmv j.rri.r*il tr;r

il i 'f'1 r: i. l. -.;u l. r.l t¡y' i r:*,r c i t¡n "

Cnm;¡ri r:lc¡ riri:l tetr. :i or. i

de agua abiertar

{H=S a 1O m)r í}si

En efecto dent¡^e:

F,$cér can t i dad de

{::l.r r.tfi dm f.i L ag u a cnn l: i r*r¡ fi?

cjs+L :irr:tr:fini.*imr:r C nrje+frras F..r$,

i:-r:1

Page 105: Diseño de máquinas hidráulicas

El;{::;t sulucl.t::n, *rdclrlt: ¡¡rl+gi en l.ffisn oty.üs cas;rJfi¡ e*i ih+rs

cc1':;t:ru;:ia. qlrfi+ .1.,* . .rntei¡v':imr r g:,r.i,ro Frclpclrcinna tr::¡tai

Eia{::igif'arlnr,, "l-c.idr:s, l{::¡r:, !5:i.{::Érrrcl$ rje.* irc}il';...¡ir.i'r i+ii;t;an ;.rl

á¡TrFraro rje*1 fi{jli.lcr U Éiori ¿.'ri .....,': ,., : [:1es s-ln f uncionan¡i*!ntn,

$u lubi'i :. , . ' '' ' i., f h*i Lmente g clir*minu!,e tambÍern

.:!. re.+clucir--qe l.r.::l r.cl;?.¡.mie*ntm:* en eL tr.abajo c!p:

¡^sfJu l ac i. É}n .

1:3" 3,, ii:i lle{::aL }e*i re*l;rti.vals ¿,rl cnmanclr: interior

E I a I ,¡r ht=l tTr[:tri {:: ci cJfi *ir: [:y'q:t

taFat:¡ gir.,.+ a.lr^edeciny'

biela qll[¡ stlr {iF,cluin en e.l

un c+-ir,'g;nlj.darin ccln Ial;

der'esi'te.r b*r..i n la arcLon rje ur.ta

r.*l:'l:r'mnrc¡ dr.+ l¿r corrÍluEr.t'a,

Dr,il::i'vEln'l:: ;r.i ¡:l c

I evan tar. l,n

['ie:+u I h;* i.tti¡:isr::ii. tr].el clr*s¡mc¡ntar un ¿¡l¡-rhel :i,:[rr

t.r ¡r,'¡ 5t.l FrHY- :i. Clr' .

Fl:fif..Jf?A 3;-::" l'li::ntaje+ de-' a.[¿rhe

FÍr

Page 106: Diseño de máquinas hidráulicas

El cl isFclr":i.tivc¡

i nconven :i eln te ;

r*t.rrill. t¿r e?L É:i,.iti"' U

s i n nc.lcr.i*i i. cJ,:r rJ dr*

de+ J.a FrIG,3:r r*1in¡ina 'F.s,.te

c-clr¡ elci.l.m cjestc¡r-n:illar eL iasque-,tl*r riicr

l:f..irrrri.t+* xr-.-l rrr'hír'ar unñ fJ fTrclf3 aJ"-rhri"-t;

rea I i ;:ar. un clesmnn te tmta I -

En tnd(]g Ii::ri:; (:r:t$ifi|; ge

brcln He.l t h¿'.¡.'l *lri r::H;r cJn*::,

I as rJ i ftHns::,:i i::lnel';' cJ€i'

FiuelcJen nh¡v:i. ar r iH f :i. ri

pr'fivr¡¡e e I. a L atre rje* cas;c{ueters de

{lfiiriltr'ct rleL agu-ie.+ro central, fli

La cr.:rnpiler.{:a Ln permitenr ,$sp

clei +lc{:}fic:in'r i. ;,:;rlr nrater^ i. a I .

F T r:i Ll E Í :3 ..1 ,, P, i. r.: .1. ¿,r :r;

frf'/

Page 107: Diseño de máquinas hidráulicas

L.aa biE:rL,:¡r¡ iF::tfi.,,.1;l) ,Hflr-1 hHr::f!rr$i ri?n f i.rndi.ciór¡ en

con cüsclu i .[ I c¡si {r-*r¡ brc¡r¡ ce,,

ACEFlf

1. :3" i1,, 3 llet*s l l.iii.rt,; r+irl.ati.'",firi: al riclmáncjn e¡ltelrimr :

- A I a Llr*e; d :i r. c+ r: .|:: r^ í c::r.ri: i

H.l. r.::*n'rancli:: r+i:1:eir.:imr. n¿;:cs:r*,i.t.* e*J *rnpLern clsr aLahes;

nrfuv:i Lels* fi:{:¡n {:lnrneg} 'F'uncl i.cJcrt; É$n una s;clla piel:,:a"

(t-fG,,J¿r.). {l;::n r.'r.[ nh.i s-.tivr:r d¡* favorecer la

tr;rnsm'isLnr¡ d*". it:,.:; r.:+gttr.rer=c¡Er gtij.i, real.i.¡a un refuerrr:

i.lr::iirrn'rrir:Jr.¡ qi¡i{tel¡* :inr dg+ a.[ ¡:tht.:E nrúvi lergF I eilll?,¡¡ 3.!r

ct {:t

Page 108: Diseño de máquinas hidráulicas

t¡It 1a b;.rg;El rjs:r r¡i¡st: c¡tiii lltl?nesr b,i.l;m l;,r f.c¡rnra rJe un {

) ¿r.[ cua.l r;ri.r.lr¡: fJ¿¡ ufi dlani+l'l:: rc¡ t¿¡l {{uÉl l,,ir secclmrr

coÉrr.lt'l (a.[af:+.+'-,sli:i. l. lr:r ), casi:i r.er:::{::*¡.ngular teng¡r unn

rr.r#¡iti¡,te+nr:.:i,.,,r iii::: {::flr.s,:i.ñil igua.l .:r .l;l rjr.:+1 gcli:nÉ? (rrunfiil } "

Hs;{;:sr { ar¡:i.[,l q:r j sirvet adeür¡¡r' r:.le

aFmgo{(.fi:rifil. !t fi-j ,li el a.l.ahe* en Frc¡sic1C:rr longitr"rcl i.n*1.

CoJ j. nelts.l:i* í

L.ms esf u¡'.:r;+n:* h:i.drtul. i.r.:n*i FClFlr¡y.t*rjmg; por los alahes C

la*i rr-+clcü:i.c:ne++; dei*.[ t;:i:s{:+:*rrr;: gir:¡n atrgmr.vi. cJas Fc]r. lc¡,i;

cc¡'jinet+.+s íTn LoE ü::uales Hiran Los; msnmnes. provistms

de c,,*i:;r-lu.¡¡tri.lE en br.nr¡ ce:,¡ e+str:= co *i i neteg a l oJ aclc¡s en

lr'rsl ta¡r¡¡'", 1 ti='i+t,,irn F:in nürr¡..lrnl; dc*:;i ci -i g digípues.:;tc¡*i dr.,:

rl i 'F er en t e:l m¿inepr as; .

l-..*l Er:r.[r.lr:::j.r]r¡ nr,is ginrFrl.+:l f:(::¡I'¡ci.:¡,tt+ ctn

cn-i in*tc.l *in r:*,rcJ,n un$ d*.1 Lfiri* {:itp¡.t,!¡"

cuanclc'¡ L,x l::.¡[r¿'* l;uFÉar i.{"r'. flfi.. rrrlrg gt.l,r.j.f,ti.:t¡

r.:oj inert*: :3!.lF l {ii+mÉ+rtar i.n,, ( I :[fi,, ...j:j ) ,

Fr.l. i::i!,Jfl/-l ;1::,,, #r::_j .i. nr+ l.'* $i.l f:i'l mrnci+ntnr io

Pr.6?VPer il 3 ¡

Si nenrh"lrgcrr

$e P|^eveÉ rin

U¡¡,rrtid¡d fuforwm dü 0ei¿nh0cpn ;iblir+trú

Íiil';r

Page 109: Diseño de máquinas hidráulicas

:- ::::i"idil.rrr++nte¡

'.: :.. pt?r-lt.l i::1fti] ) r I'lcl

i n'f'e.i'r' i nr r pci,l" c! ti:i i.

El al;rtlr:: r¡ltr*rJn asiL

r-:r.ri.in rJff f* L ccl!fiá 1 es nlug ang(:tÉtffi (

1;E? fl:f: I r!{:fi r:c] -j j. nete-qj e'n I ¿r tap;r

fic¡- c::clLncan i-:l er¡ la p¿rrl:el su¡rpy.j¡1¡.,

$in vc¡Iaclitm { f:Ifi.3{5)

lr I tiLJf?A 3t¡ " Cr¡j i n€*'tr:si FráFa Po {.i

Est¿r sHl.t.lcLfin Frregienta el :lncclnve¡n:iente de

una f'uer.;*;¡ fi!í:ial que detre s€?r- absorvida

fleite nrismo incmnven:iente Ee encuentt^a

alal.lr.'l 1 *u"tnclm Llnfl ds: los gorneg; que ncr

tlilLCJfl6!S¡ Í:ie Fin fi:r.t€.in trfi efi teranlen te

pr ers :i. ün qle 1. .,rqu a.

Lirr :i r.lrt+:li;,i dr,j eg;1:"tn c;irrt¡ i en'lc¡ ¡i

l-a tts",'LfiIitlt.lri+ i. cl,nrJ cJnI gi. tT.l;;¿a¡¡.r. fiif:l

introdurir

PCJF e L

en tflcjo

preisen ta

h,**im la

p{:}t^ medi o det:tht ienrl

F:1.{1l.it?'4 },7,, Pr'+i.,ll'tgin es:i'Lnpa

?81

Page 110: Diseño de máquinas hidráulicas

L.:,,t ci+!i'Laric¡t.t,

u ;r :i nr¡ c+E;i t:lLr

estc¡$ra" (F:tfi,,

:i d*ci cf c* L

',' i. L'r+i:,* (::

-I --l 1

*ií*itr,¡rfra Í:it* c¡hl:ie*ne F¡or mecJir¡

rTrPr::t s i. rnt; L e+nrmn tÉ} por pr€¡nEia-

(:JÉ?

P*,tf-*f Cfihf:i.;,:rr':::i ,:r.[ l:,f* rj;É¡

egtAI'¡c{UtP j. cJ¿:irJ (.:t¡ tr1

el i.min;*r- ui'lri f ur+r^;**r álí

er:trenr:i cl,nd i::!r+.1. *:-is muL;

l:rr. É?vE?L¡ i -qua l. mc*n t g.

cnj:in{rtE inferioi-,

i.a.[r Fuey.ri. 'r¿trul

' :Po? t r+te,

uná un ic¡ir ci.

a 'Éir¡ rje

ica sohre la

E L rrrc]n t a,.j iJ

i n d i s ::-'i.?n :*. a l:¡ I ri.l

de . ,.t'l:;,t s*+guncla iln ión rrG* hace

ñuarlrjc¡ L+r ñátlerfi sctrr.epasa Lo:l 1üOnr.

'-lnns::l:lcln r¡ntre.l e¡L an:i. llm de ci.err.e C lns, alahers.

Lns alabE¡:; rjirectr i.cesr cjeL i r::arjos,r no esfjfln

to'l:almente libr-r+s ck* danr:s" Un fiuerpfl e):trano en eld.i*tribuidoy' F¡nrJlj.a prffiv$fifrr la ruFtur-a de algunas de

eIlar= ,Bin{r -j,{i:+ tiene.r la Fy,ecñur:iürr de F,reveer un

s i stenra der se*gur^ :i rJnd I I I afirRclc] ,' C¡rgano rje Ru ptura', r

furi'i.h¡lp:"

H:=t;r.':+ f'r.lli:i:iLr.l.r+ r*s{::A cnnnti r::ui.cJr::r gcr si+::f¿} pml^ l¿r p¿1 lanr¿r np(:lr' .l.a [::ir+.lr+1-..1 cli.l{i:! {tl;cr+üi.li.,j-.n ri$t,.r.trtlrrg.ir¡.hrt lA cr:ne¡r:l.c:n

rjel an:i L .[.' cfiii: ci.e*r'i'* g dr.l .[c¡r¡, *.].ahr¡s" fie l+r cl.r ,r:;¡ntm

ccjlnü $H:r:t F¡r':::iitrl.r*'ulrct fi::r.nr,,it $i.nr¡r.lel , c{u{j_ pepfrrítii ur¡

c&lculn *li'l''i.i:: :ientenrent: i+ ei:"lctm rjr*l egfuer;ic¡ de

ruf:tura,, Hrr rci+,llj.cJacJ i:irl. 'f'r.l::;:i.L¡.le rJc+he rr:.lmpe?r$g1 F;rr..l

un val.c¡r q:'{{'i¡l:: r+l"rr::in¿:ir:lc¡ cJrii"-I mtift..tri.lr..;m tr+ngimiticlo¡ o.{i€irfir

.:J _l

Page 111: Diseño de máquinas hidráulicas

f:crffrcl f:tE ¿iif:j¡r'i:i.'Lnr ,¿¡{...?flÉjr';i.[rnr-'rt¡tt:' Frfri^ iln r*tgf'uer:lm iguaL

;1 ,5 * 3 vr:l:::+:ii1:t dry.l. r:lilfii r.jsi tr¿ln.*nij.t:idr: nrlr.rrrfllrrernte.

Tfi{:!fiE ].r¡si ¡:iLrt::¡,i; t*LErure,..lritr:ls, +r=tan di.nrr*ng3.innarjos de

m.tne!^a qrJ€1+ ;il.L ilrfirrrf:lnt:{:l dm La r-uFtur.n t$dns las

eE;f'uelr:,:ctti+ st clr.tr.' ry.$f a¡ sfitnelj i cla*i ncl =fi*an ftfigo¡^e= qile

ril .1. '9{?J;{ cJel. iL i.'nri. l::e d+il el.;,rEticir.l.:,rdr qu*:*d;rndn protegicjo,s

r:Jri* Ltn e:::i'f'r.rmr'':{:t rh-*g:i{:r.ucJ:: i',,{:},

Pmr r¡,.j elrr¡,rr l. r", ',

vale*:( le )

Íi¿iy'a s¡ I ¿irÉtlr-cl 5f¡

::i lljj filüf ltqr,/ (.::ni.r+.t*I

É'el " este I inri te

an t er i. nr. me+n t r: ;

eI ergfuerr';+o

$ar currrp.l ir-¿r .lagl r_-nnrJi. c:imrr es; fpnLlrtr:i;¡clas

t"lrl cr.llandm ¿¡iii:i -Lt:g: rrl.eprren.he:s cnn

acjrr i. si i. h I e ,:::i r3¡_r i. F.ln tci,r :

t lo¿t =o.8 6e = Y= hzaKs/c,rz

lI

i: Ii:ll.J[i¡:r :Jfii. l{r:ri'¡na !. -..liii r,.'].e*t¿r de: r.uFtur.a

4:t.:r

Page 112: Diseño de máquinas hidráulicas

Pr i.metr cr-:¡.tiicl I F ;-'iL anca lrfni^rrra l -..Hi r+:le.:.ta dei, Rr_l:.:tur..r.

L.¡r pal;inc;r ¡::k'l r*,.jr.rr::r.lcj.dn ni.trrrrá

sr:lhre e.l gi..j e í:.! nil.tlrrjir Fnlr

rl-l ,,.tvt+l:: ,:r$ tltiil .*,i r..t* L*.,, Ét \./ec:r.*fi;

F fJrquFr e:Tit{iili} i:ir-ifi nrrtrs l',hc i. ]. efi

I {F .tG,, :-¡H) ! r..rs.l:á f i j;rrla

nrc+cJi.n cl*.t l.lnrt n varias

*e.i! frr'+.lf i. eren c L av i j *ri;

cfu.:l "rjil$tár.

firl{:it.JI{A ,.iq. .[?.itllleta rrn fundi ci¿]n

L¿r h j.qllri:'r ha {frIfi,,:39} ffn --...,. g de f orma ..i,^r.{Lleáda

=F€5enta unA ? '..r iltf:*nclr r-esiste¡nCia dande se

. .....," fi j..,:t rup{;;u¡-¿. !:irr ccll cr.l lmr eL cuá¡. F1;

f:mfTttrle',i r:]1, del::el t€?ns.r'y- e¡l r:uL?nta:

- t-a f L e*:l i. hn !,J t a r:::clmFr€*s i ¿¡n .

- Qus ln'fnnd:i.r: :iil¡n re+sii:i::,i.ha rrre_j {:}r-;l

r?;.i

.l¿r cc:nrFr.e¡;i.An qu*r

Page 113: Diseño de máquinas hidráulicas

c1 L¿t tr'.:t:c:i. i:¡n

La c;-rl:i.rj;¡cl i:fii.¡.1. n¡er+'Lal d+:.: v.lrL¿i de;l una f rrndici.f¡rr a

ntr'¿:r" Hr,; i.ttl¡::,.r',; j h.la' l:Jffr. lm t,.,:rrrtn {:::cln{:lcer q3iíáct:al'tu,n.Le

la f irjtfJ¡i.Í;t r'trir i."r tlc., Lat* tli.r+l.t':'l:: ;ri*, {:.*!::t:cl c+s c*l F¡c:y'qHet F}F...!

'Ft.llrdg,rn l.ln;ir {¿{r...:.rrt r:::,Hnl:: i.r:l;rcJ cJe g*.1. i¿igr €!t.l trna. rnigni*r

cn'l.arJa i ¿ir f'l.n d*l sc:nrei.rter. *lgun*rs cJe el Las ,ft €:n,Ea!Jc],

Se€untJt:r {1,*:::it-¡Í Pal;lnc+ clel RuFtur**-.P,is-'l.eta Nor.rral.

F-rii!::a s.::.n.l.r.lr::i.{¡rr rn.lri cclri,tmr,:i¿,r c{:lrivielnci.: +$specialnre.*nte-. Fn

lag gr",rilt:lerl:i rrn:i.rj*rcJc+::¡,r p,:rr.é\ cr!$Éir-';Jilr-fir. $u funcinnar¡¡ientr:

c 1a re.]gt.ll.¿:r.i:i*n irrclivj.cjuat de l¿r pclsicibn rje cádñ uno

cjei lns; ;.r.[;rhsrsl. t_a c{-.JÍTrFleJidad de la tralanca l¡s

cmnipelns*rcla f,)r::.r¡,- L*r s:inrprLic:id,*rd rJel l¿.,r binry-a de prrptur¿t,

f hc i L cle reñiirr f:¡L arar. ,, ( F Ifi,, 4E )

L.*l L¡ir.i+l*.r'l:,,ii iln pr^+:¡ser¡t: a ui.ngun;r frar..hicular:idarJ g

funrlj.cla f+n fr:i.t"¡r'y.t:1 acgnt^fs o t¡rfificr+.

L.,lÍ,,,.i,, ¿¡ F:: I .¡ri:i..|. .La deí' í::i r+i,'l^t¡,: iJ .iil.l c{::¡rÍtcrfifJíJ

EL an:i.1..[c¡ dt+ r::; 'i.erv's+ tr';r.rrrifi:itti:r ].c¡r,:; r*li,;fr.l+r-rmE clr.,slde q*l

iüG;lrv{:lfli(:r'!::r:li" {i l:::'¡rj.r urlfi i:f*r l,*.s h.im.! r,,-.1:.,n+r pfir. lc] .l:clI.l .l{:l

f't'ii l'tfi:::t+Íl¡i*:i.t:r tpl. rii+ntpl.grq¡ CJr-+ Lril €+l#[rre+rtCl AdeCt¡AflO,

Pai";:t .!.,:gii t.t.rrl;:¡:i.il ,*r.:i Früi+rll.rrrltru=; clc:¡irr:Jn* la potc¡ncia

r:lii(::Ét{lí.t ür rri'i ni.l ]..1.+i.. rjr.+ i::.+h,*.l..Li..iit i5r.tl aclr:Ftn ur.lcl de I

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Page 114: Diseño de máquinas hidráulicas

cfr¡s :+r:tluEi.ü:rfifiir::i drI* lcrrii F:tfi. ,:rL y /+?" Est;rs n$ simn

ücifivt:¡rriclntes ur.l¿,'rndn Lfi¡r=. Hs'fuÉTy.::1 fffli nm $fin rruu g¡ra.nrJelr=r

¡:r¡.¡¡;,¡g{; g {:.lt.t(iif .l.,*:,,, ¡"r:.*.i(.:r::: .ir-¡iir,.li,i =r:.rhy'u,. Lr:lt:,i.:rF{:l!l$!:ii 6¡firj€!I.idr.a¡r

f ut:lv'r;,rti' d¿i'l i"l j;i.rr'lr :i.e+ri Ln r.: {::¡T'1 $'i rJe¡r¿iiL¡l.tii+s {:riif,: $G+ r:}Fc}fici-n ¿t

l. ¿r r(.rfJrj .[.** j. r]n ,

F T filJ[?A rr L Pn'l:'lrt r: :i. a:::i 'i 1 flürm cv

[:: T {::it.Jfl}A ÉrÍr .,i L üllfilfr cv.

'-H.n '1.a ¡:i¡"j¡¡¡q;;i¡^'¡ ;r:r.r.r.ir:: irln clI "rn:irIr: n¡mvidn pmr uncl sclJ.a

hi.tiilL¿i {..'ilitrr¡.:lTrr'!,,r. r:.1".r fr{:j¡.. t+I sr.'..¡y'vmnrc¡.hc¡r.,

-*ll'n J.;ir +r:3r.rili'1,,:r :',it,r'iui::: ic.ln r+l ¡:ln:i l.l.m rje r--i.erre *f ecta Érn

uilfi f'mrnr;* r'rr..rri:i r.rc-rfrrfirl.e.i¿r u h"rcc:r nl nficio cle tr¿,1.-.,i,,,1;

$ohre l.a cu+.1 {i.ls; árplir:arlfl srl e1;fus+r'rr:r cle r.c :,,' rl,il,,

4l,, !::rr:i.t: r,ln c i

P,rr¡r L a= un i. *:l.,,,rqjr+É iliei'

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Page 115: Diseño de máquinas hidráulicas

.rjf-3 Í:¡rEf i. Hl'=ti,l

ventaja cle nc]

nrnr¡'t ¿r 'j r* dri*

:i g i r' frr;,rÉi c1¡¡s-'

l¿:r F.tEi . ¡+3 que uf.rece

llfi ¡::i giton se*vonrotor .

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F I fiLJT?A

[-¿rri; dr¡::t L::ir*.1.;,tt,;,r qilt: ffruí:ilv{.:'fi ti:+]

i5t¡ F,{ilr i fer' :i ¿i estan un i clas

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c j.ertu clc¡t=F:¡la:ranr j.entm del ,an i

sic FuecJe F¡{)1.'Lo tantt:t q.¡:i:íar:,;e,r

cnlac,,lrJng sr:tlrc¡ un d:iAnrs:rtr.cr

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rjel s:is,tenra necelsi.La

I Ln de acuet^do (¡rJ' , T.?m

ilrrtFá r{ue pclr i:Jog ¿'tFí:lUfls

trerrrendi.cular R hsta

relacirJrrE:*'te d*p,i::F¡.1 *r.::¡¡.m:ientn r::i:.tá efi f u.nr:if¡n de lacje lot; hy.*'r;,:n::; cls lñÍi Ir*LancfiEr telneimog!

-f A:Hl.-.'4 5],, Llt;t:,;;¡:,i.1 ¿r;,¡ln i, r.rrr tg de arr j. l. .[ o ds.'¡ ci errre

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L.as h:i.+rL"rs És{::¿ln fic¡n.*{::i'}:u:i.rJ;r:l Frnr- Las lr.trras má1:--i;rcls;

¿¡li. 14" 0EE '::. Pmt+,rnri"¡. { l5

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Page 116: Diseño de máquinas hidráulicas

(fr:ierrc¡--y.s,...,r:li::r¡dn) t: l;)i::ry' 'huh¡*si rJ,' i.jfi-.1$ ,qile teln!,lan l.tr¡

Fe$icl i.gJna.[ !,i t.ill ¡Ir{:)ÍrrÉ.+nt{::r rJr,:l j.n+iiir.cj."r rnlrclrm m,-1s grand*r,.

fi+:'r t"uH'dr ¡iri.i. rjir'r'¡[:¡J.rrcrf'trfi (::c]r'fr;iri{-1n rje.: crnhle gier.t¡nmfitnr

qtiji.* f5t.lFr. i.t'Ir,"., .1.+,i:ii i,'{iJr.rr.:{:: :i.nnti+.'Ii g;nhi,.t¡ ln:,:i ApogC}f¡ . E:lta

E;r:Lr.lg:it¡n fl:c:¡:::it{:i$;¿r $e rr..*fiÉ?rvR;ii LaE grandes unidadeg.

{!::Ifi.4.¡+},

lr l. {ii t-! Ft ¡t¡ !.i' ;.i An :i. .[ ] c¡ rje c:i r:lr.y'*r p....rr,Í gy'an des un i d+., '

l.l:.rl'rlr.'r':*ng,,:*nhrf,i' .[ns cJi. 1"er.r*r¡tmi:ii e].emc.ntos1.. -1 , ¡+

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Page 117: Diseño de máquinas hidráulicas

cÉntñ.n clfl clE-" I cJi :;ty- i t¡u i. rjc¡r^

Ex is{::en rlrl.l i.::l"ri:]*: rrr$-r'Lc]dri:+ Par a 'ri+.1:.+,¡l^rTr:i nar los, r.*s;f u+pl^tms:

sc¡[:r-s. J r:s eleruentr.rs de corrandc]r les que he*r.rrnrii

h+s,que.j"rtlnr Fm¡"rrriten mfe¡ctuar c&1r.:ulos a partir dr:r un

tr'.tba.jn ds.r r'(..1!-qil I.*:icif;¡n $upu€tfi.l.ürren+:e conoci. dr:.

vere-.nrns lrrriEi,nrjela.qte cc]mo e$tc¡s Ee Fuede¡n determin*rr

FrstI'i:l caija f:ipm rjer tur.bina. Lr:s es.Fuelrzos nbte¡ridosÉer,tn lc¡:i e,¡::';f'ue_'r.zEs Írr{4cli.G:ir g para mbtener Eius

'¡alore:s n¡,* ilj.irrclrir si{i n¡ultiplicay.t tr$r un factor de

ccrrncc j.ñr¡ deternr:ific1d{r , // ) I sLr signif icadn g Euts

vfllnresi :¡e encmntraran máe adelants.t.

Tnmg+rrrr:*; r,rt'l r::rt1i:im clg.;,'ilf-r c*manclc¡ dm clns;

(FIG. rr¿r ) "

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Page 118: Diseño de máquinas hidráulicas

sl = cfihrrelty'r:) de lat.:;' h¡¡rra:* d¿+.[nr" F¡i.stones

Fr = F¡rt'lf:i:iÉn del frr:Bi. te d+*ntrn de lns; ci. L indrns del lms

13r,ir"v[:¡rTr{:¡'Lt:r'es; " ( Sl"l } "

$e truecJr+ r.:r[:i{:: ri.rri+.lr e.|. vnLcrr rjel l.r:¡si tJi.hn¡rptr.oE

pi:+tone+::. I F.irl"l tii¡f't¡,lt-': tm !

de lns

p= (+ 4*( P ) dr*Fri.rnllc,.: de las c;it^ac'Lr:lrlEl:ic¿t'¡; de 1a nráqu:ina

bon¡ha cl+i.r ¡,i l. i mr.rn t ¿r c:i. lrn

En genmrfil i

Dnnr-le .La F:"esij.hn

en I. mg ca L ctr .l c¡:,1 ,

En cu ¿ttt t r, F.

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L.¿:r r ei+,.* r: c :i. r-'itt

en tnnnCr=-gi I

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7merJ j. "r clel F = 1:j l:.q / cn r Frri r.r t :i .l i ra

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cjr¿i. mt;;fuEly':u fl ,,

tle.l ani. L1ru,.-;c¡hr.e*

l_-r,:ri l5l St

1*nL¡re c¿td"]t tlIlrt dr:r

L!n¿t rry'lfn€i.rrit

atrOgrj Vár- 1':r

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Univrnidcd lutonomo da Occldrntr

La ar:c; i.hn {lq¿'lol

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Page 119: Diseño de máquinas hidráulicas

de:¡ceffrpnnl* en dc¡r= 'tuer;.,: at; i:ir..; rli.!nnf,l.e"r.*, Érgl:

vto cJi.r'ig:Lcl* ' '-,:.i;: :iaLftentr.i,nl anil.Lm¡ s;e r:::alcu.l.a

d:ir'ecta¡l'rtjli''''

SL ,, 1; r '- -. ::j:: t.Jt,, t,,;f

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cuncr.:ir¡ndm .[us'ri?n el ánqu.[o ( y ) f o¡^rrado pc]r el eje

der' la hit*'.[r,ilt+.T. ]J r*L es,fr¡ei^;:r:: t,nngencial Vtr sc.r

cletermin;r el .[ c.lti,;frrei'.y-to irr. rJi¡,'igirjcl f¡elrFrenclicularnren.Lel

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Vr :: VttA/ )

s l. .4- slit sv* E , .hans. 1/ )

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finr¡mciendcl l:: mcjc:* la:= Fuc*n;:a* ql.!c3 $sr prmrjuren en eL

ar¡ i I 1c¡ d+.+ r::i r,+r'r.*.+. S:ir+ L es F¡r-rs:cle* e,:n tcrn cs"sl ca I ru I ar Vr C

V;" fiiel s,:i. lrrplj.{'i.ca l*n geiley'¡.r.1 cr.[ Frr.nbl.ern¡a.ldmitiendo

qt¡t: {:md,ng, La:l; fuer';,:ár* Hst,.tn +gn un plano , para

I ursgffi n¡:r'l i 6"-,^ +:+.[ ts..rgrr+m*r de+ Cag l: :i g ]. j. ¿:rna,

-. [i s f. ll c.r r= ;i: ,:: :, cr li;i l- r;,1 I n L¡ i. ¡..-, I. r., t .-i

Ft,r Ílri¡::rr.1i^l:: ,tn'l-r+ sr::¡l:lr'*'i,;i:i +?:,,iL"f F¡i.tir:ifir {iirli¡ +¡legicl¿.r r:c}fli{:l

ftr'gann d* r'il¡.r't'¡.¡¡** :

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G" )/ ?o v -')r

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Page 120: Diseño de máquinas hidráulicas

-- Htil l'ur:lr;cl :::;t-'¡[-:y'*¡ l¡l p,*],ar¡c;i.

Intraducienrjc¡ +¡l lirnguln | ) ) fc¡rnr.rcls F,ñr La

p+sy. F r.i1ll d:i (:r.¡ .[ ¿:,rr. ¿¡ .l e.j e cJe+ .t ,,i,r p*t I +n ca C n ]. cJ* L ,:it

t¡:ier.let.rr :3fi? rtlht :il:ne!

Lt = B.ot ) ., L, = Brun)

Mu, = Lt.^(

(lr.r+i: e$ *n.1. nir:rnien.[:n I L ) ern re.[acir]n a.L puntm de

F i vo'teanr i. en to

L.t.tE"tJnrÉ:Jmürr:il.;*r;i: anclm(P)utlC)p*rsusvalores:

relspelc'l- i vnsi Í

It = 6t f 5. .+=- cos\ = E'z v ea¿ | lc."o v eox /

tot

Page 121: Diseño de máquinas hidráulicas

lrri.rc'l:: i.r::¿trrrenLi,,l tirr:? pl.lh?{:Ji::l f::it:lrli:l.iirr r.:$l::t? vr:*lor tedri.cr:

pclv' t.tn cr:n{:: ,:t¿::'ht¡ [1f.,.]¡^f'F.t:{::t{:: cJel tclijsr-+ 1r:$ e1,:*hes , liie

det¡e átr1Ír::.trl^ i.tfi tTrt.lrrrentn s.i,uplerrÉ,n.1:: a.y.in al gm;¡ne. Es;.te

c,tl. clt l{:} ¿:r{::itTr:i.'l i r,t+ndr: eilEt I a pr.Hrilc}n de cnntnctr¡ clg*hs:

f:ig.?f' tr'{i;lg VGrr'.:¡¡rlt::i l. ¿t Clg:'l i.tütra.

tl.n 'l ffi'l t:f,1,,', i:

lvle = 3Ff //b'(r'+ t"')zo

Ilnn cjr,,:' F {i?s: .l ,lr Eil.l pÉl+r' f. i. c :i. gt rJ*: rrur¡ t a r t:n.

r'rJ r" snn L,n:i d:istanci.as dr.* Las., rjos resultan.hes alü:untn dr* p:ivste*rlrr ientc.

Lm'¡ csl cu ln:n s;emejanteE Fern¡:i t ir.an deternrinar Los

egf'ue'r'¡ns en 1r.:s otr.os; cia$osi.

Por lo tantar G*rl la cr:nsty.uccíl¡nr t;F prestará

¿rterrnihn .:r {:l.re e.l. linüu Ln ( y , siF...:cr i.nf er:ior a 50toc m

áliloCr fl:{:rn ,+.[ 'f' :i. rr dci+ r1ur.',r r,:il s*fr.ler Ícl A n$ Fr€Li.r

e:lagerrarJ*wglrr tEr gy.an de* "

D* ct'Lra ir;tr'{:t'¡ Fif+ 't'r*ndy.¡'\ +*n *t¡r*nt"t ¿.:{l.lr.j.,-¡

|:;i :i I;* h:i.t:.[el:.."r ri,r::i s.l. *raanrr de ruFt: ur¿:r!

]f¡1¡¿;.i" :::: i:;: "5 st;3). ]t

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Page 122: Diseño de máquinas hidráulicas

Si l* |:]H:li-:1ri{:::.*{ fi'!s g*l l:r'g;rrtt.¡ deil r.t.r¡:i!;¡.¡.¡.;i-

f.-.{:: Iftüi.í. := { _', - ,.: i-l ) 1-t

Y qu#! rrár',* .l:., - r,',.".f c!$ cct.r*F:rEiFrctifidientes a l.-l:rrax n

Brr¿*x ' tr':..: - "1.ntl nr:rm$ mt^gafit:ls r¡r'l rjeheln +¡star

:.'::'if'telticjc¡s .!r r,'l:;fr.lmr.tos ft¿rltclrE$ clel f,?l1" rje su llnritn de

e1¿rtstin:icl,rd,,

1,,:J" 5 Ty'ah;¡.j r: del rfilgu .1. ac j- órr ( F ) cle I regu I arjor

El*te É$ el .[ t'y'ah":r-jm.¡ e:ií Fr-egi¿rcJm en Kg-m que debe*

s'uminit;;tr.lr ii:+.1 v.Figr.rlxclc¡rr o eI mecani.grrro de conrando a

rranc! de* 1a {:uy-bir¡;rr Frcrra pn::irr de lca posición rje

atlÉ'rtura fifi¡nrF¡].r.*ta. .¡I ci.er.r't+ tatmL.

Par'* c;'t.lct.lL.,tv'l,c¡ tentlrenic:ril t'tfifcel:iicJacJ der las siggi.elntes

dirrens:itrnels!

Rf Rs,r:i:ir.l .ltarr{;e tje la fr.l*:r.s¿r derl água sol¡re un alatrel

direr:tr. i i efi Fnsi n j.bn r:::e+rr.ácla"

r Excri:+r¡l::r':ici.cfarJ cle R r+n rrpl;lcit3n con e1 centrr: de

p i. vm t Elan¡ .i r..rn t c¡ "

cl D:i."*ni*tr-r: dm.t. r*jm del .L "rL,,rhe."- (q.Jn;rnr:)

Hh Ua L d.:r l::¡y'u i::a { 't , ff4 ,r l. 1 llt::il-l )

.Hr:l A.[ l:r.ry'..* dr,...r.l cf :i r,:i{.:r':iL.¡r..i'i.r.inr.,,

I Yi r')grr::1¡r.l .s;'::.,tirr:i.i:.¡1r't{.:¡ art,-Jr.l .1."+r" rJri+.l. +.[".¡he: 6i.r'elc.tr.i.;:r"

;{(:l Nr-lri¡c:i*i:i ,lr+ .*'l *L¡r*t+ tJi. r,'t:t::.t.i.=;i r:r¡."-t:i,,

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Page 123: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 128: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 135: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 136: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 137: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 138: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 139: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 140: Diseño de máquinas hidráulicas

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É.rrc+r'g I a ü j. ri+i*1:: I t;a clelhi rjc;r á .L;.:r Vr:rlmc j. dacl Rrpstante,

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Page 141: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 142: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 143: Diseño de máquinas hidráulicas

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FÍI[rl'-6¡ce¿:r¡¡ { -t iniig que un¿:l

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Por e.l. cmn'ly.ar. ior p¿:rra

clt¡l clif'u*mr. fiis clel !r'i.ir:

i:1 nhjr...l'Livm il+r .i .,',i, i l'¡r.r:ir

' , ; t r".:Ti L¡t.i, l. fi(:: :i rJada¡.ll:

'l:cit¿l I . E:1. di .Futi;ar pelrmi te entonce:+

ir¿.r*t^di.d¿rE; pflr la velcrcicJacJ re:¡tante.e un

l¡.rs tur^hi.i'i:i r^ápidas el r.¡sim

.''¡¡,-ir^{.¡¡¡.j.¡. Hn efectc¡r ccjrl

I ns cl:i. rnens i. mnes cje I a r.uecJa r

cl+-.r g;al i da del agua tales quE!

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energ 1 a

tuho l:ir...

vt: I t::c :i cJ¿irJ+i.l,::; riikif:rFrc" :i l' 1. c:*llii, r.er:iu .[ ta :

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l::ii t"r l:: i g,l rt ci+ ,:l :i. ni t.t I t ,¡. ri t* ¡l nr ri.l r¡ .t: +:il x

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Page 144: Diseño de máquinas hidráulicas

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se h¡r bu'gc.lcjm desdr+ l-rFrfi€ nruchcl tienrtro la forrrra

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r s'n d i. nr:i. ti¡n l: n .

sel h¿ln Frrclpur.*:,:r'Lm cJí'f'ev-r:ln'Legi sr-lLr.rci.cneg¡ destacancjmse

ln clell'cr':is:i'ha #¡rt el .Fras-,:il Fn la S.B.Z rje lgAJ,

rJejacla d¡'¡ l¿,rdet e?fi el. rrr(:rffiHnl:{f , pc}r r;r.¡ a.L.lo costm.

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l*:i.ÍJt.l j.r.rnl::r,r+ { il .1.¡rgi, {'mi^rrr...r$ ri++r^ j.v;rd¿+ri:; de egtag ) .

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F:'hc.:iL de+¡ [r.:¡nr:'l::r'u:il^ g r:l*:,r h,::rJo cc¡t;t:u¡ hr;te tif:¡o

der ci:i f'r.r.:rnr l':imrir+ i.rn rl*r¡cl i.nri.en.Lcl nri.ir:inrtr t:uand* *,.1 I

'\ri,Jt.l.[t.r {i1.il't t+l v/*rLi*r+ cJs+]. fifrr.tc} r.¡.*l¡ji,- if ¡=,, fio

ii.i.ni.;lml:irrrgt:: dr+:,,ir:{r:: v;¡.[c¡r. .1.].ritva .rt .1.,¡ {.ahr,:ic*rri.ón rje

lr.il::iutrJ.-rii,: r!i; l:.,i.:¡r.::i.¡.1 ¡r,J+i'i1 fiill .i.¿:i iri*a{:1.: i,:':a f!Íi? acJnpl::an

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Page 145: Diseño de máquinas hidráulicas

l*nr.rulci,s i E ,r ntili* ,ür.,:i¡rrjt*$ !J {iligi.l::r., i++iir c.lra grirrfi:tü:! *.1.

h+.**hm dg,- r:r,t.tilrl {.!I-!d 4;¿r¡i¡::q;¡¡¡¿r¡1 't'gr Fg!{jlt.l(itftst í c1,t2 J r {:t l+

l'i,a.[:ida cJsil .L+ r'l.iÍ.?fj{rr cl:i..;nr:i.i'.;11¡c c.:]. 'flrrjri alrr t¡lL rJi.Ft"lr+r.:l^"

(. E ) ;.- ÍJo, lt¡t ii i l;:o

F-n I Íir f:::i:rrr ii:'l:: I'l.t {:': L: !. htl

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FI6IJRA 5{A

F I iiitJltA 5l¿ " lJ i f'rr r-inr rectr:r c.ClnÍc'i

D:i t'r.l:i'i(:r. i.lt.tdr:r

É:nt¿,r erjr'curi.ún p{n,r.rÍrite+' di i'inii.r,.,: Ir¡s r¡rif i.ciüs en e].

interir:y., I.)*':. -,,dn .* la*; uni.rjades grancle$, elD i. -, r.¡: Cmdcl esitá cq:nstr.u i cjr¡ en concretor eüc? se

bL ind'r ffin L;'irr,r ;:clnfrcj dr::rnde la vt;llncidad det agu.r

gc¡breF¡a*;¿r dc+ 5 a Cr tTrl$stg.

1:;:7

Page 146: Diseño de máquinas hidráulicas

FIfiLJRA *r1. D:ifu:imr.

Ccln eI fin dr* ev:it,-¡r cuaLquier. riesgo de

desprencl i.n¡ie*n1::r.¡ a lm Larq,ta de.i Ios tubrus. Esto esta::u.ie{::a r. nrr iJr.*rrcr'*¡r {l h¿',rcer Ientn el flutdo más qu".3

Hn l.nsi p*rr^{:;eili.* r'+.:lctí1Lner¿ir¡ clel difu=fJri ver diagranra

de rÉFrar-tic:i.ftri .ckii: veLr:c:icl*rdess. FIGt.TRA F3

n

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Page 147: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 148: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 149: Diseño de máquinas hidráulicas

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tli.tEnrj.nr¡lre .1 .::r ':r:: :irj¿:.rrj Fe¡if.érica cJel fulrja

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Page 150: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 151: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 152: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 153: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 154: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 156: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 157: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 158: Diseño de máquinas hidráulicas

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l:r'as.[ar:l,.¡r" r.ti'trr .l.nng:i. l;s¡¡ :igr.l¡nl a t Wí ) en la direcci.fin

tJer t sir rr¡ i rt ,ir i:J* [:,fJr. r, F¿¿ ] , l;::' T GU RA :i rl

Tq:rrl:i,mril:Jr:.¡ ¡-.t:;:il. .:::ftirrFr:l.glt::nme.r'it.:g cJe,,.l:.i;i,,l.nrj.I'tá¡1fiiii1 lms dj.agr.¿,rrna;;

tJt+ r¡ri L r' .*i rl.+ ...-J r:Jr,+l = "r

.l :i. r:J* ,,

:;: " J..;5,,':l '!"r'*,r:.J+iiir:::fitr.:i.1 Ir:leii,:.L cl* t.l.fl #. p;iy,.hlrula, FTGITRA á"

I ¿rfi'l

Page 159: Diseño de máquinas hidráulicas

FIGURA 59.

FIGURA 6n. Tragectnria iderat det una partlcula

Determinaciün .grAf i ca de | fft

141

Page 160: Diseño de máquinas hidráulicas

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All ( cr:rn l.,i.r

i^F:lC(.Jf'1"{i:1 Urt

Te*,nefrrfii:l I

[r+irtlrul¿r

v ri:r l c! r: :i. d¿r cJ

l:: ¡",',t!r,g"-c: l:l.J

r"r?{:::clr.r.F Ia trags*ctclr. Ia relIat i.va,

r.p:1,=i't :i v..r {úV¡),". {W¿) ) la cuch.+r+l

P.il ( cun .ta. vel.c¡cicJarj Ut : dz .

vitWz

A8BC

5+:l f:iJ.r ;.irt-r:i.'hr,,rr:i*rruc,-ntrs l;"r cf:i.:stancia ABr sie

encnnt:i^ar-"1''i L.r rJ.i. +{:: ancia RC l+r:hre r:-'.[ di.ggr.ama. FIGURA

59 o .[ ]. qi+'¡,.:ri ¡:Jr:¡ r.l fr .jr !:],tr- a l. r.,: I ,..,i ¿t I C2 | .

llri la ¡.r¡'f¡¡1; I .¡.i,.r, Í:igf fl:i.vj.r:le l.¿¡ .Lr.aut+ctmria relativa ailn

u n c:i. ri¡ri^ 'h n n rl rrcily'o rJe

de'herrninandt:: e:.t trag*:rt*

flufihar'.ÍL Flc¡r firii{'d:i.fir dg-'l

cl:i*il:arii::: i..it,;; ¡-.t']It{'{::ti it.rt?fii! fi Ia

F¡arten irduales I ALw i,

cmr.re$pc:rrdi.ente l6la) rje la

di fi$r'affrra g $F¡- t0man elt;tas

F :r {itJRi\ ,lliil r i::i[:.t:mn i *:n rjnst* ¡

A/. =

.++ Aluff*

Íiel rr¡ :i. r::lr¡ ¿+ r'i ¡:: ".r y. r'i. c: r .i I ¿ii r- 'r. i:! r:J :i ri .L + n r::: :i *i f. A h) t .

:t" L.:.i":..1 Fi::,?*ni,* :l Il:i.rÍr€iln$:i.ltr.:t::ii cftiir 1.,:il Ct.rchara

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Page 161: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 162: Diseño de máquinas hidráulicas

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Page 163: Diseño de máquinas hidráulicas

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Uniurrídod ürrlonomo ile Occiüntr

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Page 178: Diseño de máquinas hidráulicas

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n:ingün jur"grrr {::c:dng rn:* tmrn:i r. rnsi $c}ri ,Írsegur.frrjffi. " $e

¡:rtlL.clt:+ t',"rmhlnr¡ fftTr¡:1.qr,;.;¡y. [ri....1r.fi{::]$ J:ig+ilr.anente cón:icr::g :;:y"

¿rL in{:eriur. r:t{ii un c:i Iindrr: fur¡cJi.rlo"

Si f ¿r.['l:¿ir Es:lri¡gi¡1 pará. cr::].mce.r Ios tre,^nc.,, sE! pur*cle

prf.*vrier^ l¿r f undi c j.d¡rr cJe lm'*; *rL¿rl:res, mil pnre$ que s*3

fi.jarr H,n mr,,:rjj.a cJe:I F,r*r.ilf)m"

[.-¡. f' :i -i,:* r--: .i d-¡r': iJii.r .i. r.:]si .* ,!. *h¡ri;+:;

r.:i':i f' .i c t.t .l 'l:: ü {.ll+ ,, il iii+ l-¡ :i r.J;¡ t,,i i.:r .l t.l it;

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Page 179: Diseño de máquinas hidráulicas

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i.r'+riÍ;il'¡ ¡. 1:: ,lir! !i'¡irr.:i i:{ilnrj.r '1.,.,r,,,, ri;.¡iry,..,;:-,,,,. .!:: ,*;ir¡fiiit!i:: :i¿.tL{r.l$ i rrt::i .lr.i,

'f'r.tt+r" t¡ i::.rjf ri i'¡" 1 l'¡lr.r..r j , l.r,.,,lt^+ .i +ll r-r.lf:?dct$ l"{i}quHni.ot_ir íii.[

{:Ji.i:¡i:-{.t F¡t.ri,tii:li+ ,;r..1 r,' {'t^",r!.rlt.t,..,tt:!tt {:f:Iil {F:1. ,if,hf:r.l .

[.-r:¡t; "i.1..+i::rl",.i'.. r .1,,r (;:$r{:11¡,.i ll t?l r::l:it:i[::{:) tifij cfl:[r::il].,,jn +]in .1.¿r

'."tiii:l.i¡r::: ii!;lril ilrr i:rnrl::l:ti,l.attir:rt'Llr ( ¡::rnr..'1..¡ ¡r#1it (:r n.rf*I.tn1::i f.+]. {;l*l:¡lri+

ch+ .l ,:t ';ti,. .l tit:: : i:i..:¡r:J dfi' I {iit':l :i. rrri:.?T.r } ,,

:;i-. :;i,, ,.Í l:"11..::: 'i i,: l: i.,iri i: .i .:¡ {:liii..f I + t* 1t rit i::!.t

'- $:"r.i,* r" i +i l::.i:ifi l:: :' i. Iti.i 3,: l:

Fr"rr^;r flfilcu:!.,*r el vr::¡:lutfieri del a.lahr*r Ei€t le.r as;jnri. l;r i-l

un H j. ÉillF:Br--] :i {Jf.:l f'rr.l(,?r.-r':¡ "

VoLurrrci+n di::i l r+'[:! ¡::1¡11-r'i. 11¡r.! iiir h, c,, I É.?n lr* tresi e,e+r¡j.e'jF|i

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ll-t,; rtti':ri:::r*i,;lri":i.t'l i...'.,r'r'!::i::iÍl{:::ti"-:.ii .iii.Jl*+.:itifi]-. L"-r$ nf*r-v,.ldur.áEi c

ca I i:;t.l :[ ,fir' t¡+ ]. l':¡....:.:::{'r ,"rj,,

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.i. i.,., r, i;..lrr 1¡¡ i

F"' $ r'u'

Page 180: Diseño de máquinas hidráulicas

.i]run: TTN30

ü.ti rt.l ri![irl.l,l¡ ;.i::.t! :. !.-i11 l.L.], Ir.l¡

lfrl5rft(l':r df"l f " l:l rr :;l , lil vfirr'ri!.;

Vü.f j {:ii.. i r"i.'r ¡.:i r¡¡r¡ t fr IJt:}(:(.t tl¡rt -

r. a i. il- l. r't c- , r:.! ;r {::l t I rt¡ r. I rr <r 'i i

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Page 181: Diseño de máquinas hidráulicas

2!r F nn :': $'(aQI ' ¿''" 2'"

g ,/to,L = 1' ?JoIg

Fcn = Et.g -942,

Íjr,l*r r+l r.'.ürl.r(.Jci:.1 ,rl¡s.,r.l .l u.l.c: Cl = 4 /o. 6I

y eL caudal ¡..r.+L;.rt j vo. (l ir: 5 /"(c.-¿l)

Se tiene l¿+ f rlr.mula rjeL rrtrrnento mntor:

r"f, = f +(ncu-ra€az)

-' Fuer¡a del fihc¡rr.s

Que se puede esc¡ ib¡ir:

5i rse at:u¡i. t.= G := 7z' = f r c6ncJ j. c.iürr qusr estálllcf,5 O iTtfi+I',i..¡:.+ \¡r!l^ i f i C;f Cf :f .

r-:,¡ " += J4.t.f¿1" ).(ro,-c,)

15á

Page 182: Diseño de máquinas hidráulicas

'-lt"¡e HÉ:f Frirr?r'r"" r!l'j;1."r'I l.':i l" rrt'! r--.clt*t.i cir.rrrt,t cier vHlncir.!ar:.! !

1..

l;r

F. ,. ., €:( ?)(.", -coe) (zgtt|'lz

F .,. í-,1 Il'lii : lii"l rrirr!..:",'l:i^.':i

vf: | .,, l.lrir '

I 'i ürjlr i i¡.r-'i,Jr! r:lgr F¡rr ¡1n futtr:i.,1n cJe

F I fiLrl{A Elfiil . V+ry' i;.r c i rln cj+.i+ F m

Fn ¡ frg i lnirn ilrt:ly.nrñ .l r se:j t:i¿.ne aFr.crii inradanlente!

f: C¡ := l¿ " l.¡fl

( tJ¡ ) :ri l/.t,, ¡.¡.:¡

{Cü¡i--Ce( Cu¿) = rr.l

iCg¡ t ..,. l,f

l.)i::;r tls+ :

o.9g - o.45o.e8

Fo¡

Frr, =il+.

| :i':'

. o .58 (<8 r)

Page 183: Diseño de máquinas hidráulicas

llhB i rr¡err FltTf ür¡1. .l

Fn¡ en Ks.

Fm - 25¿r-A (H)/2 a en nrlsess

H en tn.

En'la pÁrñcla¡ Eirl: t: ielre!

I lh ) -= F LJ ( Cat ) - t C¿¿ ) = ?co

Dri dc¡ncle se rubt:lene:

Frr, = t ( a?8 - o.1(r) (24r) a(H)/2

Fr,e E # z. ara (zgrY)

Frna = 2 . r. o"a ( rdll o r4ú

Fn,n = ?Eto A. QJ)/'

En 1a l¡ar-¿rd¡¡

-- Fuerza [{es;u l tante:¡

LriE f l¡ri'r';.:as t' rn !, F c t¡on adrni t i das Ferpendi cu lr?t.Rrr.. ,';' . !

eE suf ici.ente arjicinnarla:i vectori"rlnrente.

I:'!fl

Page 184: Diseño de máquinas hidráulicas

En I¿r FIeiUFl.'

. , ! .l.rr.

'i]URA gl . Vav'iaciÉn

l.n f uer ta

t'i" ¡ ffil r¿ I t;rmano g la

f r.lere,l p'{-..+::,t.I I t¿rltt'e.

en É1 tarnano

¡^Elsu I tante

I la dirección de

reportb funcibn de 1a

dr-" l¡rsfutprras en funciün de 1a

En la FI{iURA

velncidad!

Blr

F I GURA B:? . U¿ir i ci,:: i t1tl

r'*¡'1. mr:: d¡¡d

Unir¡iüd lutonomo d¡

D¡¡rr übl¡¡txo

i59 -

Page 185: Diseño de máquinas hidráulicas

1o, Fuerza r:.etrt i^ i F.¡eta. Fc

2o. Fuerza Ír{.r{:r' :t z ' Fm"

3o, Fr¡elrfla v'H':Iiulf;ante. Fr cercana a la aclición

(sunra verctclrial ).

V;ir :i..:ir':: :¡ (rti'l {-lr'1 n'[ T:i r'rrrFo " ( F I GTJRA B:3 ) .

ffCLlnA g;1. Var iación en eL tiempo

El tien¡po I A¿ ) es nrug corto (en el orden del llIüA

Eeg. )i el .rlahe recibe asl en cada vuelta un choque g

Hste choqu+ Ee rnpitet a un ritnro rApido (lCI chogues

pclF ticaurrd;:r f;n(ra $fi![4 r" P, rn], Es Po¡ lo tanta

nG?cr*.*;rr':i ¡:.¡ [rr'Érvr*F¡* nrtr r:lt+ segur i ded c arjmi t ir uná

{:{:.}ntfrr¡=Eii.¿}r' r'+n'[ü{t iv¿irmellt + t.,nj¿¡.¡ ü f]€:g}aP dp: que se le

ca I uu l. +:: cond:i ci.crne:+ del funcionámientr¡

e)ít:eF r:.i fl.rnal rpfi ( r:ltorrc'r rrIÉr¡fi en la Far-ada tr f uerra

centr I t'r.lg,+ tlt* emb¿rLamir¡rrtc¡),

Floltl

1&E

Page 186: Diseño de máquinas hidráulicas

Corrr Pr esi :i clr¡'i"-+ a dnr'i c¡ i f'r !. ¡rr'* !

Fundi ci rSrr l":llf,4 h:rJ,/:::t.rr.,.l

é,cern ]Sfi!ül ltr¡,/ f::rrr?

Fu, c.R l. r:u I cr !.,,r r:iitrcl: i. l¡fi F¡{? I i Hl.(]gcr

]. m"ji 3 {.tá-L.tÍ.lrh ,*:i irr.¡ j. +n te'e; :

S' de Ia FIGURA 134 f*n

FIfiURA 84. Variacién Feligr^osa

1- Fuerza centrL f uga nrhxirna (embalamiente)

?- Fuer¡:a mntri s m¡lrima ( chorro pleno

Farada ) .

3-Fuerz¿ir cen tr I f uga U Fuerta motr i z

conrb i nadas "

Compresión de tracciÉnI

norma I es

6c, --

la

FcT

1á1

Page 187: Diseño de máquinas hidráulicas

'f' .L eii: i ür'r I

Frr.bw( 5')dÍ, --

rllrnrpr-arr.i. i br rrp-Fil.r I tan te:

6: = ler-{¡t

Es +1,lta campr-e-eifin rGrElLtltante la que debe

ptrerJrilrua qur,'l¿r compr-es j.ón acllnisible..

:,.3 II.,IYECTüR DE AI... TI.JTTIIINA PELTOTI

Las turbiners antiguaE tenian ...i:.,j,"ctot^Gts

rePresetrtadn en lá FIC! r:-..' BF i el ragado delhacla Én Ír: la clapatela suFerior.

más

del tipo

cauce 6e

'" :::i-,RA 8::. f nsector pe¡lton antiguo

t-'+nt'ajnl H.r'1.fi. {: ifr6 r:le i¡r!rec.tcln nci nercegit.l cnclo.

1{5:'}

Page 188: Diseño de máquinas hidráulicas

-'E l pe+r f :i. .l h:i clr.art I :i cn

rendinriento ),

-El surtidr:¡

-Er I cen tr-u

cl irer::ciC;n cli¡'l

Autualrr¡e¡rter

i n!tec{:or' .

El irrLfr=ctnr-

FIGURA E{5.

desfavorable (nral

Frirfitángulr:rr. ro eE estah¡le.

cle gr.averjad de¡1 sur.tidor se desplaza

ragadcl .

ha rJejarlo de lado éste tipo de

.::ctufi I n,.r i cle;-rl t j. pa Fepi.esentado en la

Ctlt tl

FTGURA 86" ti:l ingector ac.i:ual

1á3

Page 189: Diseño de máquinas hidráulicas

É¿,..ffl. f:r.!'t+jr 'r-,,.

¡r, l'¡ ¡¡¡¡1 ¡ r'jg F4r'rJ:i

i:l3iler|* ill'tr¡ti .¡r,.''! ..¡... i r!,'l*l r:flI'i$+iünl:e

L-c¡gl r¡t=¡.'Lr:¡r.e::¡, {.:rri.r' iri+ntr"r=i :I;c}n t

di:i.lx-. ilr.=r cctrgfl r sÉt delhL,

cí.Él(-- ielntr¡. ( conoci dacl) .

!lii

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f'::L {:r:}(:lir f'lr.} rJÉ.+lrF.' ten¡*r H¡i{ ¡^É+!'tÉ+t",-' j ñlr senFible EiObr-f:

Fl $ilr.ti{J*r ," -.!+r:.+.itr+r{y-:il3 pilr üc}nsi guie-,nte

F}.Ctlffingiiir I {.t "'.titt.t Ct1mr} -qftÉt [rfiFii bl.e g dar. lE¡ Ur\ gy.An

.irJi n de cuy.vatura,

t :¡ D¡r.

?a4

Las aletas de gula cc¡nf.ucen Ia h¿rrra rjel apuntadop g

sirven tanrt¡ien p;1r^f, er¡ds+rr.ru.ri- la*,i corr ientesturbu I enf ns; ${:::fi'si,nfiaclfiÉi l.:!or- +¡l r::r:rrlu, Fir+ prevee {*rl

ga'neral 4 a lil *l€rt;rE Eiir b!,'HrrEr,"-, (r:l tamhien en acerr:ri"

!:ie r.rt'1!j;',:¡ t¡r¡;¡[3.¡ ¡tr,.¡ ;rlr.¡rr¡¡..¡9- 1/t.¡(_F.fi rtI.¡ ingerC-t:Cff. 1'gt_l_r.r

{gin r:!.:rj:lf ri F i ,.Jrl:¡it::r:.i,' i.',r {Jr+ r-rJflra¡rrJi:} del apuntar:lr.rr.

{giE¡^vcrfir::t'rr,*} i...:ii 1.;;s'il;,4..,rl,;| ¿il :rlr.lerinr. de La tot¡r+r¿r.

Egtei, gi.J¡, 1;';,¡¡',:' ¿,.:;l-,1 l.+r;i{[tr=¡ÍÍ,¡rti i:¿tc{lr eil ln'FIGt.rRA gZ.

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164

Page 190: Diseño de máquinas hidráulicas

Frfitll.lft fl7" Íierrvnnrrutor.de Ia ¿rguiia

3"-;5,,:;l Fc¡r'rrr¿'r U Di rrreinsit{f fi+,+ts ck"l Ing+:r:: t(]r

P¿rra r;*lr'¿+{.:l:e¡,r'i;:ar un

di nrerns i oners -. !. gu j.entes :

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Page 191: Diseño de máquinas hidráulicas

{-ir:.lc+l-.i r. r, ., i :.,,.lt.i. f¡ét,.r...lt tl+:r f.liiir t.ji{t.={:Jñr

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Flg+n;1 i;l' i.;ili l. ,;t r..i,r 1 .i t::.ilün{i: t '.rr

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firtt(:¡-rlr:t':' r.i" r'it.]tlrirr ult .¡¡¡t¡¡.t¡:{';:rr^ tle iltiif.ifiuf}r q-F? nr:itJF.¡ (¿

! u ,tl ,. 1.,.r.-i r¡1. ¡^{rt... r..rrÉ¡1. j r...r.6'¡.¡1..;+,-., r:;r! f.:.tlf::t.lli{t¡ il'- ./¡.'r:.t i''1. i t t lí., ¡:... . ¡r., -

f.r¡ f urr,. r r1i¡, ,lf* .l ri¡ r::! .l y'FJ¡:-r-i.t-'ryr cl+:.1 *r¡rrrn{:arl3r.¡ F'L val¡1r dE

lfiri r'{r'¡t*i';i.r'.'."¡¡'r'¡:Tr.; Írr+rfJi '.lri {-+n hasq+ a lms rju:5 inuectmrer:,

. t i ¡=6¡"'; I L'i J: ll .

.r¡'f q¡r,;:i iji.. i-hi..r': :i ct :i t^Etil pñr. un i nuer:tnr I ?itp

,. r'1 .:.¡I!rr"'i"¡ (:rf¡ .ti, I¡¡t.¡ilt!lt;r r.e#rtci dn, Ilur:iquef,t:rs;

, . l:1r:: :..ll.l r.., i .1jll.ll-;rrl ] n:,:. r.::{:ref j. r: i enl:er* clg rJ{_r:_5

r:rIrft¡:i l.: f.:i Ciint..+tl ¡:f:, Fr;tI.fifi.il.j{-¡H.

'.,''t:.'.'1.j.n ,1 r: .i :.li,,rs:r:'tfir. t:i. ¡:¡il ).t,

I- 7Q co -zrt¡..y = T= 4T=eo

. s,cL.-gr)'/'

I rr.¡,lr

Page 192: Diseño de máquinas hidráulicas

I niJe rt¡:rr rli,. qi..-i s¡r:1¡ I .:,r'

fif- .11J¡¡¡it;;¡ c¡¡rr" í..' f;- C' H {-<) :-: i .(-r i qtiel H${..t JTrr:{{i 11

ilrÉ¡I1c!? ;+¡ I f:.:i t':;i"r "

Jit.*f:i nrlrlt]ri-¡ r.r'l .:=.:itJt.l¿¡l f?s.ilt".*r.:i.'l'ir:::r.:r r:üfirf]'Eit r,#{:uvir*r.+I f+'l

caLIfi;r t *h¿i"j :t¡ ...|É¡ L rre+'lt"cr rl*? c.:,r:i dn "

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tie tiene: entorrr:c;rr¡ las r.e;¡.¡¡;i6¡r_rl*t

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!:i :i ní+ lr. .i r¡r:r.':r{::'::(:F.t I..T r-r+.:l-:tcitSn de_'g:i¡niLi.lurJt

K:*'- #::.',,3.3 ArrJr.r ir'' {'JÉt at¡errt:ur¿r c.k.rl irruector

üuancl,:. lr'-r:¡ .-iirgu.[n,:,i ( 9¡ ) C ( €¿] FIGURA gE scrn

,',, ,:, i'7

Page 193: Diseño de máquinas hidráulicas

gi"rll'r(.lf.i.]ÉÉr Eit..' l. , {.,'rqi'

e:L ct.¡+rrf i c'i c.iir tci i

i.l li i:i f u ur- t g.i

) r:?:i ¡'.1rfli

rr:ifl t.r',-RcciLrn clÉ+I r-hor :"m

t':'I'iil,.iHA ::.!H. 'r.'i-l {9r) g t g¿)

Se emplea el tir : '! l7A/5@) cuando

.:'l'iy'¡i:rrlencia a plEna trñFgár donde

:..?,1: irrro"

Ia turbina trabaja

eI rendimiento es

Íie enrFlea e'.¡'[ tipr:r I1 I,?W/átA) cuanrlo la tur.bina

tr'.lba.j* $Llfi',/e'rrEn tt: a c,'*r'gasj i.n l-"+r.mitentelsr darrde elr¡;nfJ:inl j p:nt:i:'r í.,., ftr,{}: i.rili:r"

f , 3. ¡'r E.'r ltLlr'rri'.ir..rt:,

-" i'lil t t..l rl,:, U.;' ." r:"t. lr

Eie r¡st"ahl.r:r:i.4 la

r;¡fry.¡r "f A¡r'¡¡ l'ri f:lrlt. i Agg¡.a i ,

r.eirj rjri*. I lne¿c+ rlr*

.l i.rÍl

cür-Fiente

Page 194: Diseño de máquinas hidráulicas

{ t{, ) Lr ,li:¡ tr,r:.it.i'i r:¡r.rt'f:l'r'.:.iLth,q:, i?, Fit{iit.Jf?fi tt?

L a cr.ln i:.1 'i. ;':: i il' , ::

F'ICURA 89. Élecl cle Ilnea

equ i pcrt en c i. ,,ir L eg

¡e¡f¡¡rrl

l@rr

de' Ec¡rr i en te

t clt't

l"e*per i:r1-,fi [lil

Ft¡. tC

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# = ri:¡ri'g'l:ante

!iic+ ál¡'ltí.:'', rnrifrr¡¡-'q;¡¡.; l¡ r!+i.::rt{:1 {:: ir-¡¡¡¡ de. p,r+rnnulli (ntrvienrJn

l¿.ir= FÉ'r'rlr d+"-.. ;:lr'l ,..'.¡.13 r i .

za¿-: + + B+

cí4 -¿z-g

z+?='

Unh¡riüd tuhnomo d¡ fkdüatrD¡ü¡ lülictao

1 rlr{J

zx I

Page 195: Diseño de máquinas hidráulicas

llr., ii¡i ¡ "' 74,"' Z: x

P,< : t' (t{-

,;:rr .[ ilu I ar. ] a F¡rri:!E i e]n f-rn tocJcr pun to.

FIfil.rRñ 9Al, Fuerr:+ lirur' i :¿crn t.r I scrhre 1a agu -i a

: zÍFdI srt <-'P.

I

€en.¿ : Of

-brli

I t.t i tt'l:ti.+gt',:,rrr t:lt:

zc*r4t

E:l'itl Fcr,' rrr:i [:+i:

[i+ .[ cu .l r.r ck'

F 'l {:it.lF:,.l ,j.,,'l ..

Obser v.f3tT¡c.rti; rF.t€l

rfttc*..n¿ p. r, ¿lr.

i 'i.'

I'rrr:"r'i:".r lit:rr irffinl:..a1 r+ohre la aguJi¿r.

drh"

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¡ rl l.:Ít:tqJ r' ¿r t: t f,rn r i:iirij.1' t: r'*rs'[ acla gir¡br.e il neF af a ¡; f.r r- .i.I i .,... f. ¡

'i. .'r.¡

Page 196: Diseño de máquinas hidráulicas

HI'át j. r- .:i : ;

la gi¡¡¡1t¡¡ry f' .

in'1.: erJr"r I

rnultif, I ,, -i,

( a ¡:rr1 ,'t .| .-:: lti¡. '

,itgUJ -r. ' !;r lr,'

': f-.i.r!'.'; r.'', r r | ..-tlriiir^ {:iri. Fi.. i. f:-ril f.t.iilciün rJc:i ..i,

| .....'. r'!t I '{ . -'.:'r' fiih.t irr:¡ (.íÉ.it f} J vit I fJ:.' cjp, I ..t

i.r.,. .i .'t ir ¡. | .t_tri , f.¡fl ¡.i- r.iFjt,¡¿Ufi.rt+ dÉ' 1A

. r.. l¡':¡t t ZTf I i.,.. ; i¡r l,.i c-.,gr[¡¡.ru l":t fig1tJá

1..)!rr..:p¡. ./.-:r...¡¿:i 4¡.!rti., l# p.:¡¡ l.rJ tf.4-rlpá df:, .l;r

,'il'rfJr-lI'1+,fr f',.1 Éi1(ln t;t¡-¡ l'i ¡;i1'' i:l:¡Il+: f';if.ilf ,

l!" l^ Hn Funci.Én de+ r

ti.rtr.l r;,¡.! l;1.'¡1i1 r" [:**',:i¡¡rjr: rii¡ er.t Í'i ].q:r.r.:t+ rrrÉa(Ji{:} smlar¡F.ir.rtF¡,

tiene la gr-iln vr:+n+:,l.ifl r.J{i' nít nF.r{::ü+Éiit;rr la L.:c}nstruccrCJrl

de Ilnr+,n's rJ*: í::mr-ri.ntrtr.:+ g¡ e*r{uI i.ro.Lenci.elr:n,s.

-Presi i t¡n F-.g:+.:*. t- :i. ca

SE- dee;r:.nn'[tr..,t'+ ]*t E.l.lpgr.l^f j cicl

en iier. l.m nf,¡rire,.lro cJÉ tro;:c¡g.

En t on cef-,i I a Fr. ee- i ór¡ nrei'd i a

ecuaciAn de Batrnoulli!

dsr la agu-i.-r (apuntadr:r)

FIGURA t.i'Ei r¡e calcula

fprl cÉrda trozE POl^. Ia

171

Page 197: Diseño de máquinas hidráulicas

FIGI'JRA 9?. Divigi;iün de una asu"ja

La ecuaciün dr:-" cont inr.r i dad da I

ío(c = SrCr

1oG = íxC

Pero cclrrrcr t Co 2 ¡ r 5É¡ t:lene C,

Dorr d+¡ L;r reLcrr'-Ílini

2+

n = rú-Gfl

la pr-esÍón esiitática sobre cada-5t"- f 16¡¡1fi' ¡=lt t:nn ceE

17';?

Page 198: Diseño de máquinas hidráulicas

fi'L t1tfrefi' ír., f:- [ i:',1 Jl:lfq, +l!. ,,

Ft {.rlJftA 9;J" PresiirSn es;t¿ltr ca

[rr.e'i; i tll;r f.l.t. i¡rü¡It ] f:+1

Es; la frri:.¡si.#n d+rbiclo a !a fuer';ra centrlfug.r desder I:*

curvatura de ln tragectr:r^ ia, FI6URA 94,,

FIGURA ?4. Flresibn dinán i,_,,

L"1 cclmtrt:rnen t r: hr:lr. .i ;:c¡r r t a I v¿rl. : Pád= ñ*na

fi i. É É:¡- {f tl ,.j F.i r. \' ¡ ri t.t É, t!

A,l xn st = Arx

' -..7

Page 199: Diseño de máquinas hidráulicas

EEt t i etnrir í' I r'¡ " 'L rr¡r... :

APlrl = 21711?t

Pre.ls:i Éri 'i

PA= PA^+ Pl¿

. Ar'

Prersirln en Funcidtn dq la

y-cfTP,

?".3" 5:

Aher tr¡ra

' i. #n ¡:le I cl

L,n Agrr j "r

.f.lrtt

lie¡ c;rlcul a pGdFa algunu:t punt':E en rJireccirl¡n de

a-qu'ja el val.fi¡r del l¿r I¡resión" En F,at^ticr.lIar desde

cierre totalr lie tiene, p- f

D:/rt

La

el

$e puerjen rerF¡ortar. éstosi valores en una graf ica verFTGURA 95" La cual se h:izo Far^a loE dos ingectores

tipo

n:ICil.rRA rl:i. Va..Lr:r'ErB cln l¿r pr.er.iC¡rr

1'74

Page 200: Diseño de máquinas hidráulicas

5r

al.

iÉer cle =e..+ r..:Ltilc¡f.:F?F I ;'¡

ntCIr.:lÉJ1.ür .rj;tll t.lt i I f ¡tr-á

.l'uerra For Fr¡fiiauo

l.r relar:it¡n:

¿tcuer. do

z=# (#),

?, :J. á lilr.¡:1.¡rrrir+rrtcrr, nr.tcfrni.cc¡g e,n l¿rs rfuntcas

Eil lJr'ri:r 'ln i.fiirr r,i,r.i Ll.ltnr^cl F IfitjRf\ gC¡. Se

frotam:rc¡ntcr L'rL-.:#l$i.mn;¡rirr prtr Ia rfgi.rjez

fuerea clEagir.rnacfa pc,l^ la prersi&n ctel

Fl c--uet.c s,nhrc' la l--larr-q,

dá una fuer;a de

deL cuero g uná

ñgua que gopnrta

F'1'rIt-Jf?A 9Cr" [{r]:rrrtrrr.i +r¡to melcáni co

Pf=P¡c+fDt7.tt

P¡ ri'si Pr-i.r{ilf.i,$fi, .ta{.}onro

1'/s

PilHije 'sr fir[rl i. f ir::ap

Page 201: Diseño de máquinas hidráulicas

frly'rnu I a f e+lli{i:i-rr{:Jfi fi?n rut+nl.s t P/ ) pnr un I igero

áurrrÉnfLl del l/tt 1.

Pl = no/to/'R*'*;ir.r'l t.,:,dr:¡ r.k¡ .l i:'li.r, r..Jr'rrgÉ.rlJ¡rr+ Llct(ic:¡gi F,or. l,/z. l los valor.es

nle,J:icli5 fi¡ lgll I l]i¡ 1.+.-j.riig

'TAl-ll-A l+. Ualnr.fi.s rle cnet'i cienter rle roeamie¡rto

. {,/4tlrrovimiento (/¿l,t ) reposo

Eierr lut¡ricado

(acei te )

Cuero lubri cado

{aseitr¡)

En el Alabe

@. 15 o. 12

4,, =3

0. 36 a.62

Rozamiento +¡n seco fü.Sdr

?,.3.7 Fuerr*rs cle Regular:iÉn en Funciün rje laOi rec.c.i hn

E¡r la F I[it.Jlt¡tr ?5. ob::;Ervarnr:r, qui..? le f uerra sc.¡bre laagu *jfl Ér:í . '4¡- r ,;¡f¡ [ ¡¡. !iri" rJí ce qLrF+ Í:1 I re+ndinriento e-";

FOCiI fTtrr4r¡ ¡"i mÉ.Tnf:rli cffins,'hante.t' c$cln un resorte de

EUEÍrE. ltrij itln " IlIfiL,|RA ??- $e Fuedr* er¡toncgls equ i t i brareg;La f't¡r¡r-.-.:n Fi:'jr'un r:i..itd¡r¡. 1-A FIGURA 99, nruestr;i i..

regulacif¡n cle es't.Ts cli.vera*cs fur¡r'ras.

. .r.lr

Page 202: Diseño de máquinas hidráulicas

csndrffi€

ft11

f:i .f Íj:l ,fi:¡ "-1 !.irp,gig1g:iy. t.6¡ clel su speng i ón

---- ---- -___

o@ tt"tc@ bate@ P¡strh

r:.[fiURA 98. Frrer¡a ¡ eÉu I tante

arr5e:lga iln gmlFe de ariete en los ductos.

F915

-z-----_ \\__ _

.---'

t:r.-1

r't-l

Page 203: Diseño de máquinas hidráulicas

Si la t^esir..r'l 'h"''tn*:e tlelrde á ahr,'ir- el ingectnr (FIGURA

?Bb) r e)Íil;te el ri esgo de que se Frtrdu¡ca el

trrbalanrien'La rje la tur-hin"r , Se pref iere en general

i¿r se_runda Eü.¡. l.lr:rfin.

9c¡trre eL pist'fl:rr (n:ItiuRA ?9) rer#u.lta:

la Eiuperf icie

Ia ae¡uJa sin

lca barra¡

barra,

cle

la

calcular l*:r presiñn (p) pnr rrecJio de

ItliRFlrri.ll_.1..I !

la

E"l +

rtper=y[u- c3 tzqJ

F-Iülrl?A q+. Fuerra$ si,mbre +¡l pistrln

Pp --' *oi'rc

Se t. i. i-'rrcl

gcl 1o sl si€f

Queda pÍit

ecuaci.bn dp

[]r F+fi€.in +- H

't r ene en cuen ta

Pe , C¿tT+E=H

=yH (t-c"a¡

17F

Page 204: Diseño de máquinas hidráulicas

De I c{ +l'fit.1 ¡.tr.. t C,tr i:lF

Q = C'ler,Ee .- i.r:¡ii:!,J

Ih.+ donrjr¡:

Crurr ; De

ctj}ttt. I rru r cJatj y.F.t'ri,u:[ l'cr:

5o5e

c" ;:: Ce =C'a Ca =é.)'

= (+f = n" BoÉr422

É?fi (a)l =. Coa

{.lar¡ s {4) .='

( Coz,t

f:r-n {a) I

.3 . lJ dr:¡

-I dol-\ thl

ü1" gFJ

:= [l , f.?f¡ I

t( Cet-l *: fi|, {fiBF-r:;l

Finalnrenter

A la ,:.l.tr!\/Él

t a f'u +lr^ ;* ¡*

rffHu I tan {.:++

;1e+ I ;.r [.rf'sf ..ü i. l,i r

clgt r*t:.¡ ;if illl'rr I f:.¡n {::fi ,

(1t¡ f,{:l.JF.irrjtl .:r I

r',+$l.r I L¿rnter

qUtx +lrtlTrr.lt'l trr

+r: il t. r r:ir': rtr+ -L

!+Er figr'F9.?

rt cli.s,rnrilllgr ++sta

mnvi nri.ento de, l*

t&t =:.urrv// =f/

(kr = /H

?, ..1. {l .[n I'lud,t¡r::t;:r rJel [tffi*.,+.n,ien l:n

&ridrohLlr9 0i¡0¡o Slbhoocro

Page 205: Diseño de máquinas hidráulicas

¿{gu;iflr g;¡r ¡¡l'¡f iG'lir+:'¡ .-r---., 1 i.,l F l.til Jt'I,¡r l.tilE,

7lüior.¡#D

F Itiil..tltf-r 1fi¡rt.l , gi É?n{: r. {.lft rje"L 'nrcrvi ru j e¡.ll.r¡ de l+r agu 'lia

FaPa c{urjt L,s

n Íi? {: e !:; it y. i C¡ {::l l.j É.

EL trah¡rji:

mtr :t t i pil i c;.¡rrrji:r

ri:gul,;rnifl¡n .iirrct

frrr l n i. n¡r¡ .' Pf .

satigf¿rctoriar e5

de t.egiJ I ac i C¡n ted¡r i ce sG? obtuvo

e¡i[ clr¡^Éir:] tntal For. la fuerza máxirna.

I T ) = Pr͡.ali. sflr.r]i.

2, ;3,9 Cal cu lr: clet Hsf uerem rje Regu lacirln por Ensaga

con basr* a I l"lor:le 1n Reclu n'i. do.

Se' micle l;:.r t'ilÉ¡r.tr,:.1 gfr sr+il For la fuer¡a de

de srlast:i.c.id.'rrJ ( ck¡f ruy.nr*rción elhmtica) r

F,r+::lsi&rr [i,-n r!n :'+ii-r.v{:rffr{:}til¡^ "

la

tr

f I echa

pol Ia

Pctr=ry

P¿4'= Pr^ (g)7í)

{nrr+dia entre 1a fuerza de

aberrtura H aquerl la de cierre)

I l3{..'l

Page 206: Diseño de máquinas hidráulicas

c É'= E(#')(#f

3" :3. l El ll;r't¡r.1. I r:rr-. üclr¡ct r.u ct ivrur,

[-a ve.l o¡:'iiJ;'td tjr:'l cigurl t'] l;r _i¿,tlid..-, fir.: ,l'^.Enrje ll7h

m¿/titr.¡g, p;rr.ri l{:¡l.ilk] frr " rjo'cr '..'r Si hag át^G:lnar la

erm*iit¡t¡ ¡i!'; ti'l! ' rtrs¡ rJr.lnr-le hag fiecFrsiirjart rj+l

(*.[r¡:lnr+,rl{"tF'r r " "'r ..i*'i rjel p$at:firFIflr;tf',

f-1 -r"r'' tl¡l " r:ruu'j,-q l+puttl:,*rlcrr)

tur Lr i r¡;lr-; F¡[¡':ll.tE!fiagi i

der un¿r so I a tri eza par.a

- Ilar-rr de dobler centr.u

-' Anilln c fipuntador en broncer

inc¡xir-fat¡le de'acuerdo a la caida.

acero-for*iado o

F. I EiUITÉ {iill. Agu-ia er'r cjo* pi.*+:u¿rs F;rra las turh¡rnrrg

gy'andelq¡,

FIGUIIA 1.ü;I.

gr an sles "

rigl¡..i ¿r eri dms pi.ez¿,r= Fara las turbi.nasi

f:tiE;'lon rJ* squi I iLrr j.nr la

ItjlL

rT I fiU I FA 1II.}., f i gura nrueEtra

Page 207: Diseño de máquinas hidráulicas

dos elat'¡ur.+irirtfrtsrli

i nrP6¡Y-¡¡¡,t"a t¡ 'i I i d.tr tl .

F I üUF?A l fA;: "

u n llf,nt?f3

Fta.aa

pi.e.lz*'rs pñra las turbinas

D.t¿otú

!:1[]rí i Jr ler" de

AttuJa en dü.ji

¡ r'.rlt cJc+si

F:q1.tB¡ lqI;¡" [ti.i.t:r]n der pqli.i Lihrin

Si I a a¡¡tt j,'r ¡,!.'itil cfttTrfi¡{:J.?.'.:!t F¡3l.-

( F IGI.JRA Lfiilrr ] Í:iri? t i slr cJe n qlr Ép i

unH PAI*rncf, H biela

1 f:!"*i

Page 208: Diseño de máquinas hidráulicas

\ttIt4

FIGt.TRA lfil¡+, AgrrJa cnm¿rr¡darl¿r Fnr^ pelanca g bi¡=la

F't{:iL'RA 1tJl5 r.l Fri.r filnc.i.l¡n d¡+ S

trn L* l-ItiLl.ttlir iü15r r-Fl ¡.ih i 'i t'lne* (l err Fun*:it¡n. de S.

{+" ) glnn g.}L'r::rÉr.'}t.ri.cln"r les a;

em

l...ag', I nr]ril i't'tt,'l...rr: {,.rr t ) :J

1. f:!:{

Page 209: Diseño de máquinas hidráulicas

Js' 4"=-,/sx a'

l- .i. r.+nH e I rr¡ r :::rf¡r.¡ va I c¡r' E+n .! n** clns ex trenrog cle I a

{J.ir-Hr::i::: 'i.r',:'i :..J v'ir. l{a t.¡f'l pfJÉf] f.*n l¿rs FrtfÉi.ic jfi¡res

i ¡' l; gt y' ¡'¡;¡ ,.1 i. .:,1$i ,,

:1" i., l L f?r.."Hr.¡'l,.rr:.i*n cJer Dr:.rbl.c* rlcci#n

L;r pn'1r.,:rrc i ¿r esi{::"i dr:rja Fclr- |

N¿=yW

- l..a agu;i+r

[{egu 1a el r-i':iud¿{1 Q { rr¡:rJi f i ca pncn el re+ndimi p.:ntn

( 4¿ )). F,nra evi.t.¡.1y. gr:lpe cje arierl:e , Gls

neCes,Ar:ir: '::É?f 1,..¡n. la A,.ir.l.i* lenta;ne,nte ( l5 A l?0 S$Br

de idürrr?r'c1tr a.[ t:a=i,n )

H I de 'f L {+:.r l. r.,i-

l'l¿¡tji f .i r':'.¡ r.r, l r':. nc.| j.rnir:rnt;:r 4 ftC I delsv j.anrJc¡ el chorroie.: "i t¿ir ,:'I ,::ri'nf:i*r'r..i'rjr:1 trr¡.ffi.[nng.i'rr.1c r'rr* ra turtrina TFIGURA

LfitC¡).

I Íl¿r

Page 210: Diseño de máquinas hidráulicas

.t

FI(iUHA ltiló. Dr,+t lector

El rJetls:*tc¡r. et= rhpiclamente cerrfido (Et,B e l_5 seg).

?.3. l2 Es,'fu+¡r,;:o cleL Chorr.u t;ohru," el De l'":.i.:: l'or

l-a f'uer Ea cl.ecl¿r

1n7 "

(VER FIGURA

Pn= (c, - ucosp)(C,cosa - Clcas ! - W, eos gl

E¡r nuestrm trfl !i-ro , -j t i ene:

Cl =i..i:.,.. l"l?=CclU=0

L¿r f : .:r'-i siEi.!.ji'Lrrrplif ir::¿r entonces U llega a s¡=t^!

!I goc: (co"a' - cose)

!, s"

Pn=

r [3:5

Page 211: Diseño de máquinas hidráulicas

Oh$tlrverlrcirE

F,FII^á t.en+:i+r

Cef lr.+ctnr'.

{::{t f.1i iii:¡fic¡ -+ {.1 I

t1:+l r CU en t,ir I a

FI{:!t.lllA tLTE!.

¿{g-^€fgándo un factor. (h) r

fornra transver^sal clel

n¡ndific.qdor de

de I def'Iectc¡r

la forma

FI€ilJRf" Ll!17. L?ri'i¡rr.'¡r;:il r:lc.,rL r:hor.ro +;ohy-ei el deflector

FIGURA 169.

En un def'Is:,cl::nr.

FA$a¡ F-'(lr ;ir L c+ je

FJcll l' ,

L.=r*l F:i{!t.JttA 1f;ilg

de..'f L g"ctr"rel'I .

bien cc¡irqtru i dor 1a

de piv[¡t+:+arrientn g no

u FIfiUR¡1 11El mue¡s¡tran

Fresiün clebe

generar n i ngun

dos tipos de

',N,t ffit/¡¡ t ,$q7

Kt QC

Fartor kr

trans've¡r's¿+ I

1ft,{¡

Page 212: Diseño de máquinas hidráulicas

L.a Frimer';* fj:t{IURA 1tr9

cortai la otra (FIGURA

al lado nras cercano de

l'::lü(lflA l?19, Ti pa de def lector

FIGURA 116. Ti. po de deflector

cuando Ee prrsf iere una carrera

I lE) puede ser pet^e colocarse

la rueda.

?.3. 13 La Estructura H la Carcaza de la Tqrbina

l-cr Ír I fiLJRr\ t 1. L 'dh un as;F¡er:tn gernera I

En a¡ (b) prrr Ia tantc¡ lo mas Pequer?á posib

P, ra 2Co

I.)nr ..: De +' (81,,:¡ fl 1.O)do

l-a r.e;.rcc.i*¡r.l ,'.lri"l r:horr.r: ;;nhre 1¿+ tnhe.*r.a fnsi itrrpc¡rtarrte:

I t'l?

Page 213: Diseño de máquinas hidráulicas

2///5o = Z YtJ¡77 ¿o'=+ft.t= S 4.Ca 6",Cr,? =

F I GTJRA 'l t. 1 , lvl¡r¡.1;, j 4'i'q cle ,nrhnl. C

Papa dirnenstr:!nfit^ la cmnq't-rucción en consecueflcia.

Cuando Ia tttrbina se enbala¡ eL .chorro atraviesa

rc¡cjete sir¡ F¡erder Eu energlar esto s¡e da Porque

pr^evee r*1 trl indaie que Prote=ge Ia construccibn.

?. J, 1¡+ Ar.h¡ol I Cc¡'j inetes

La FI$t.rl'?A L 1 t. mues¡tra las di f'erentes Pesi bi I i rJaders

Pal*a tur.hii'r1RFs F¡+,'clt.ltiifi+si l.¡. fl.e¡lihn clel hrtr¡rl

haiia :,j t+I *¡c:nPlafir'Lt'¡ntfi F;'F+ .;FlfrrL'"¡1gido.

- F:] r.r:r{J¡ ' ' rii¡'ii f ác.t Ln¡ents+ cle':rrr¡ntablei

r::n- i nr+ i't.i L¡5 : trrF't:lr i': ant+l .

t fSfl

el

5e

cmj i nete

e+l

Page 214: Diseño de máquinas hidráulicas

-- Se tiA;n* Ufl rle:li::..rn,¡Cr Ft{:+r{ufit?tCt Fi,r},.;t 1a tUfbina"

- Nc¡ ,jir::+ 'l: j.+:¡'r{:1 r ¡¡Érs; .Éfi¡rg¡¡. 1;.g,¡ pá.rra I a tu¡.b j.na, peltG t.: 't

ccljin¡*t.F tJ¡:+l ,,t.|.'l-*tr'iradc.lr Fet par l.: j.cul¡rnrl,:'i:l fuerte.

.$ea ctrnl f ur+r'c.:r €'l $i.F"ljÉ'..tfrá 'Br:.lcr:'r '¡.',: {+Íi llflceliiaric}

pl Éf vEitÍ.?¡^ r'e r'Lt{!1".iB$i r. . .:-' t l-,$ PrllFrit que el rflflete

f.1Élr'nr$Ilcli: C:.i f:' '' i u

;j" 3. :.5 I ': ^h:in¿ir Peltorr de Chorrns¡ Htlltiples Se viÉ

crr'¡ I ¿r 'hu r b:i n¿r dt+ chorro ftn i co quea !

n j = 576 u, (*) ¡c.ae )le$it' d¿rir I os

"'a I ures s i gu i en tes 3

t ¿h | ':: fl" l¡f a El" ¿rB

I Co | -i A"9H

t dal r: Fis 'Fi.jarJn des"'pr.¡éei del caudal g la caida"

Dl puede pfi¡t^ lr: tanto variar tmlárrenter entre cientoE

ILnrite,:.i" tit *fector Dt es rnug Pequeilo con releción

a} chmrrg (FIfiLTRA 112) lr:s diAnretros Dir Dm !, De+ smn

rfiug cJ i f e*rerrte+-q g los diagremas cle diversas partlculaE

sE! aF¡;rrtan del diagranra i deal r ts trÁuse de las

pÉr d i rjas pnF ve I restants: (FIGURA 113).

\-F Lfir'll.-Ét I t f . El'*pc'Lo DL sot¡r'e el chr¡rro

lfniüiüd luf¡nono dr 0aia..rh

Do¡rr. tiblirtro

r. Etg

Page 215: Diseño de máquinas hidráulicas

F I fiURA I Li"

St ;rl. fi:(:.Jlr+:r^{:..i¡ ic¡ Dl esi: rrrulf gr-ñrtüJe

rrj+ndirr:i.r.-+fl lj{:.r tx'r,.j+r prl{xti+.Lr qu€+ nC!

pr.a I ongal^ I * tfihelr"r. rjs.:.1 I. *1 l"uúPda

vL.ni: i l,':;lr:i¿1rr i#c¡Il impor tantes.

l'-ter: t'ti dr.r FE*r'tJi (I+r$

rÉ+rfrailen tG*

vel l nr:'i rjad

(FIGURA l1/+) r

se está otrl i.gado

c las pÉrdirlas

al rend.

=l/7r clUt corresiPonde

a |nC, = 33

el

a

PCll

\__

FIf-it.lRA I I ¿+, Ef'ertr:¡ dtsr Dl ccln re¡speeto

Se tiqtr'i' rirr r.i.-lÉ,rJ f avc:r'+ble¡r tgt: lOdg { Dt { l5do.

EL '¡"r.lr.'l' J. i nrltcr t¡$ !

¿"o

I ftq

Page 216: Diseño de máquinas hidráulicas

t-.a turtritra F'*:ltnn Frr:lvi.st'cr rje' rnt.lctr,".ls cherros 5t¡ple

el t'vecic¡" erltt:t^F'". l¿ !-urt¡:[n.n Pe+ltr:¡n de chc¡rro ünico llJ

) han'l:a ll0) !, .!r* tt.ti^[-r:ina Frii¡.ncÍs lenta llflS ) desPues

clE: 5l?l ) .

SL ( i ) ÉEi e l. ltüut+v'o rlts chsv-rcr+

chnque rjml. ctrr.rrr-sr ( i ) (Nt ) : ss+r¿l

Caucl,*r'[ rjr'-+ ;:tr{]r{ur:l clel c'h¡:¡rt-¡:l; 6l

í Oc ) rJr+' Éhfiqilfil riel .l i:hui^ro I

t lls 1 tnt.;¡l: llt =

( Ost = trst(¿)Uz

Se t i. enq+ ...-, I lnt¡ vc-ilr-¡t^clc"; llmi tes!

H (Nt) la pc¡tencja der

1*r potencia tcrtal,

=3L

n,,= +#

il Chnrr'm

7 Chc¡r'r'E*;

3 Chnry.oui

( trs )

I lts )

{ nr)

hasta 3El,

u43

u5?

191

Page 217: Diseño de máquinas hidráulicas

+ {Ifu,;,i" ¡' 1"'.

[-.n= chü]r'ri]f;

r{r.:iie :inl iy'

t":i€tl't riJril hr,,

, t'ill'* l.

2

[j f' (...i V {il+,l^ '-+ 'r i I I'l Ei

t-, LlfJ!,i l'Lilr.-r.l+:I1i l_l

clEl 4H i l::elt t É¡-Irflt'i

{ , := ,J¡1,, Li+

'r'lt gj dfi ilcln G+J r vÉ}. t i r::,.r I

Er.j Er ltc¡r j ;.:nrli¿,.l. ilcrll ll

fttj

Í'ra.:! Fl.l {+clE+tl F¡q15ál^

'-1r¡1 alat¡+: rtnfps¡

l;'l T'r¡rl¡i r¡a

crJn *iuntarTrente:

que gúl Pcte

El agile

e5 I chtrr'Po

R¡¡cfir'::i É:rtrJfi las; F+¡l.di dát'i der cat ga en

ctrn du c.:c:i i¡r¡ { L:(.]dor+ ) "

Ios ductos de

t"j.i+ta drr r{n+rdnrtlla¡t+ rJe urr,+ peltrfn ( ing" )F t fitJR/t 1. :t 5 ,

1??

Page 218: Diseño de máquinas hidráulicas

N É'

FIf:|URA 115. Vir¡ta de ensanrhlaje de una pelton

193

Page 219: Diseño de máquinas hidráulicas

3. URTIINA$ DE HFI.IfiE V KAFLAN

3,, l. {iiENHr?A[-.TDrlDt S

Herrrn::l virr''lq fl1 corrierrEo de capi tr¡ los antrrioresr corno

las fclrn**g. u.las clinrensinneE rje una turbina variarr

con slt vt+I uuidad É?streclf ica. l-a form,a det canal se

nrndific"¡ Fy.r:'rgy-€ifiiivan¡ente g Frrra uná turbina ráf¡j.cja elGrEiEur¡,-inrir='rrto rjentrfi de la rueda l lega a s|3l^

pu¡ an¡ente a¡lial. Tc¡dos estos cambios 5e traducen en

1a transform*rcihn rjsr los di.rgrarnas de velocid¿:dets.

FIGURA- 1f ó. Pr¡r cr:)n:ii,Ju iente la comparacíÉn permite

Eacar las c.;anclusior¡es siguientess

En lins tr¡rbinag raFicjas L¡¡s verocid.rdes reletivas l.l

derl . aguirr Ec-,Tl neI ariñn aL al,ahe¡ aumalntan cc¡n eL l n, I

c sobrepasan las velocidades ahsolutas c del rtuiao.

La clesviaciÉn del fluicln dentro del rmdeter es mucho

mentrs pronunciada Eln los tipos rapidos que en losI en tos

En lcl cons'truccián sr.J tienen rrug en cuenta Éstas

nlle\,,'il i cond:i cinnes rje et;cuFrirniento.

Las pérdidas frÉr rc¡i:ümientor que 5;on propsrcionales a

1?4

Page 220: Diseño de máquinas hidráulicas

la 'FUpErFf j.r.-r,r riel .l ,:r.l i+t:rit g É (bt Z )r Fe

tlir¡nrinLt jÍ' ü':r.'¡r' .it.r {:ant.o rercrucj.errcln al nrf ninro el

dt* a l¿rhr¡si i{ ;:l'l'r I ari{l$ F-t;;t.r:*: mug cll;i clarJos;áftentÉ?"

Prt rÍr.ln

ndr nlr*r'g

FIGTJRA 11á" D:iagrarna gener-al de velocidacles

De otrfi parte cnnro l.r velclcidad cJet fluidCI eln

relaciÉn ál cuhcl es-r inferior a aquella r pop elvinculo EBn la cc]Fone extetrior móvil¡ sie FuFl^ime Éste

ftltin¡ar a fln de dism:intrir aftn rnás las pÉrdidas. Si

tenemos l"l = 4Cr lasi. p€ilrdidas ¡^13tati,ras a Éstas

supclrficiet+ Einn asl c'onduc'iclas a t/16 de su valor.

siiendr: el nrlniri+r¡f clap aI abes, pei+querlc] g la desviaciÉnpoccrr I,r direr:¡--i *n (.t gu j;r clÉl agur, nr¡ $e

press:+nl::¡ Ern Ffit^mfl adecu+cl¿r. FrGt.lftg l l'2. Los canales ntr

estan h ieln d¡i.rf i.ni rjos u La teorla clasica ntr eE; La

adecuadii E¡tt g¡:11.:Éii citÉ,{},,

se det.¡e [j,..rr" lc.¡ tcllr'['r-'r.e.r:urrir a la teclrla rnclcJer.na

r ?:i

Page 221: Diseño de máquinas hidráulicas

Para traz.lr r.lI'¡ al.rlre an,trlclgc a urr hál i cer de rjonde

prnviene ell nornhr.e rlado a eEte tipo de turbina c que

eE muu irjÉ¡ntíco al cfui la turbina Kaplanr la cual sie

caractLrr Í icr por la pctsi bi I i cl.ecJ clu¡l t ienen lns alabes¡

de rJirar aLrecjedor dt¡ su e'je. L.a forma cjel cenal cle

l¿r turb:lna está influerrci;¡da!

FIGURA 117. Canales fluido,

For Ia cür.flna interior del rodete g la caFtraEa de leturhinar pcrFf, evitar en tr:das las posiciones de losalahr+gr F¡ÉrrIi dag, rnapg inalr*s rnug grandes,

Veremrr,¡ frrars adelantr= É*n el estudio de lascar.actepr. 1s'ti cas; cle f uncic¡namientor que la gt^ar¡

ventaja que tjen¡¡ este tipo de turbina es poe;eet^ un

gr'frn F*:+nr'linriento c¡fl una arnpL ia gaffre de rÉgimenes de

cau cl¿q l es ,

de

r9ó

Page 222: Diseño de máquinas hidráulicas

3.;l FÉ:Ri:t1.. l'lIUfrlAlll.. tilil Y frIll[:.Nf:iI{INF:S FTRfNCIF¡A[...HS

TIJRIIINA.(J RAPIDIlTl.

Cr:rno Eln ,oi cctsc¡ de* la turtri.n,r Francis log datns

rerlativo:i fi las dimensioriiirg regultan de estadlEticas

pFovÉr¡it.=ri'li+iE de unü t;erie rJe nredidas t¡echas sobre lari'

m€-1r.lu i .ras r=¡: :i.,stc¡.n tHr¡ " F I 6UttA I I g-

FI6t.rRA 118, Dimensiones

tq7

Page 223: Diseño de máquinas hidráulicas

L¿:rs cr f r¿rfi r¡ j.gu lentel,¡ cc?nci.ernen a las tur bi rr., .

hÉIifi+?s!

( Ot ) ¡+CItü 5t¡10 áno ?.4n B@fa ?Efit

I utc ) 1.34 1.4.i ' .',11 1.gl 1.gB 2.t4I ut¿. ) f¡.6a :.. "l @.74 A.76 @.77 0.79' U¿c ' 1.AB l.4B 1.á7 1,85 !.8? Z. tB' ü2.' ) El. 38 Q, ¿+4 0" 50 A. 56 8.6? 0J. 6g

( AolOtc ) E, 33 @. g5 Ct. 38 A. 4L @. 44 @ . 4T

Qh..A.¿ rit. g5 -@- a" 90 -@- o. ?5 o. 98

Con !

[= 60 ee/) alrn

Para la turbina K.rplan se tonrara los valopes medios

paFa los diametros Dl Y Dr. se tendrá sinembargor Én

cuenta el lugar ocupado por el mecanismo de comando

de la+¡ palas que fija las dimensiones del cubo de larueda,

3.3 CONSTRIJCCION DE LA RUEIiA

3, 3 " t Nfi.nre.rro de Al ahes.

t?8

Page 224: Diseño de máquinas hidráulicas

L¿r prAr;tica fija el nünrero de alabe= de la rue'da.

Se tomarh pG!* lm tantc una drs lns cifras siguientesir

En un pri.nrer- e*;turJ:i r:¡ l¡¡s cuales =sl les n¡r:cJífir:ar.á

rnas i: nrclerr .qirr:i,Fr?fiialnrs"nte si el Frel igrn dr+ cavi tacibn

EEi ffiug gr.*n dr+.

"IABLA ?1 . Nümero sje alabe¡:-,

I Os ) 4El¡l

I Z¡ lt{aplan A

( 2a )HeIrce 12

Se puede ¿ür¡

establecid":l

5E0t

7

1A

Éic.ll Cic,ilF F Y-OVt¡ C itff,

L¡{r.n T}{{rl'1t4r},N:

6AE

ó

g

7AA

5

ó

q00

4

5

9@Q

4

4

Esto permíte calcular:

(tet=# It¿')

Y de elegir provisionalmente los valores siguientes:

| y'pe) ,= | ¿l.ai t

t70¿=T

é¿

^26

l?9

de 1a ra*lacibrr siguienter

Page 225: Diseño de máquinas hidráulicas

A(,. fl , <of Iffit7

canz ,/x =A (4"2C.t. <a

é. cotT=i,=

se observa que' pgpcir unñ turbina rapida el térrnino( tLh/¿n ) = Er

es rje"spr. err:' i .r h I. er.

se r,'cflrdurá qufi? lnn ."'.rlores dacJos en Ésta tabla no

sc¡n mA* que indicacionr:si suceptibles de =¡ermodi f i carJcrs en cada caso part i cu I ar.

3.3.3 [Jiratramá cle Velocidadeg

Los datos anteriores pelrrniten trazar Ia red de llr.:,s=de coPt^iente de flu'io C de dertc.i..rfrtr¡Jr. l,' ,l:girren de

velocidades ti",, '.-: .''. -'. 1. Luego a partir de un trezesomero dc-' !.1, ¡rr ista de entrada c de sal i da c

¡ -ur+dienclo de una forma iclÉntica a la expuesta

en el capitulo anterior¡ se estahlecen los diagranras

der cada fil.ete o hilo rJe cfirriente.

Para la turbina HÉlice se¡ construira el triángulo cje

sal i d*e¡ arjrr¡i'l iendo cclrro prececJente / W2 / = t d2 / .

?.A@

Page 226: Diseño de máquinas hidráulicas

Er¡ e¡.[ fiiLtii{]r i:J+:.t 1a tur[:j.n;r l.{erFlanr Ee ton¡a cc]n lrrurjho

cuidadu Frr.rr.á cada f ile¡te que ( Cnt ) = ( Ctz¿_ ) g

ul=tl!lr esi:r--¡ ::i:inpl if ica las cnnstt^ucciones.

Se aclmitci. dti¡ o{:ra Farte que!

( Cu2 l =, E (FIGURA I1.9)

FIG|JRA 119. Diagrama de velocidad

Es e.*ntonces cuando interviene elvanrc¡s *t e'studiar.

nrÉtodo moderno quE

3.4. TE'IRIA I'IfiDHRNA

3, /.1.. 1 Ge-lney'a I i dacfes

Cnrnm ga lremos vj.stn Ésta

estudic¡ dt-' eaÍicurr.imielntoE o

te-'r¡rla Ee basa eln

ftuuios alredeclorr

el

drs Lt n

?81

Page 227: Diseño de máquinas hidráulicas

obstAculo aisilado.

Es,te es"tr¡rlio puede har--er-".= :r'i f orma en"il itica cl

,::.: .... l'.'rvF¡s de obstáculog de fo¡-nras

-1 .rrl¡tr.icaro hier rjefinidas.

L¿r deter.nir¡aciÉn anál i t ica d¡r velocidades g laE

presiones ncl resulta ex¿rcta mas que para un flrrido

perfecto

El r¡ptodm PlíPC'!r'inrt;nt.e.[ e:; finalmente el que da lr¡s

resultado:+ apl icableg; e¡n la construccirfn.

3.4.2 lfÉtodo Analltico

3,4.?. I Escurrimientos Planes

Estudiaremr:s algunas aplicaciones de Éste nrÉtodo en

los flu.joE planos de dos dimen=iones, Este estudioEe faci I i ta con la introducción de funcioneE

variahle.; c$ffrFleJas.

Resunranrmd las nmcion{ps expuestas en er curso de

anAl isis vectorial.

En el pl.ano conrplejmr á toda punto le ccr.responde un

extremo de vector def inirjo For el nomhre!

I Z ) = (,x ) + (¿y )

3@?

Page 228: Diseño de máquinas hidráulicas

Genu=r.al i i¿rrrdt.r Éikr vt¡l quÉ 'Loda f.u¡rci.ón cornpleJa (

) puecje l*er (lÉscorrrpuesLa en Ia suma de una funcif,¡n

real c der un+¡'f.ulrci.l¡n imaginaria

tf(tt,=t?t(úy)+¿V(ryil (r)

Y sl r ¿/icd ) e'tá biern def inida su, habta entonces deJzfuncirln an,il itica daiJa en ( I ).

Tenenos po¡^ lo tanto!' t-dt __ ¿ld¿ óx

4dE¿dV

Resu I tancfo (2,

_arát ¿ ly

# = *#+i#g- = áv rr'¿y ¿v

tyt¿y

De gtra parter C poF tanto de (l), Ee tendrA¡

Dmncle¡ t^Gtc¡trrpl arar¡do en (l) :

(l')

?83

Page 229: Diseño de máquinas hidráulicas

Igualanrje la,,i parters real.r*si E imagi nar j asi se ohtienen

lels ECUEtcic¡rrerg de¡ CAUCHY-RIEHANN:

bvdY

¿9

-

=óx

(:rr 4 =_ ¿gdv át

Peror cJerivanclo e.¡I selEundo tÉrmino g surnanrjo las dor.;

ecuar::ic¡ilesi, (3):

Se cbtiene asl: fap( I ) = O

De manera idÉrrtica: lap( ÉJ ) = EtI

Y rr¡cipr.crcamente s;i t funciones 'V ) g V)satisfacen las cr.., fl,^,UCHY-RIEHANN,

entonces ellas strn rH' ,:: ivamente parte real C parte

imagin.tri;', .'- :':-,':l f unciün alomor.fa ( ).

se nruelE;tra p:ntnr¡ces .-{lrrp t;rnto la f unciÉ¡n alomor ta /al

:i{¿14

Page 230: Diseño de máquinas hidráulicas

. r correstrt:lfrile en eL Flranñ ffxYr un rrovin¡ientu plano

en el que I¡-*.'Funr;:i.anes de f.uerza de las velocidacles

C de crlrri.entr.: É!{f,n Far.te.reaI g parte imaginaria de

Ésta funcj.l¡n LJ vice'*ersa.

Dlr rr ;Jt+ :

( U ) es l¿i furir.:it¡n pr¡ter¡cj.al

( V ) e,s l*r er.::uación cte las I ineaá de

cÉt^riente de la evacuación cansid,l- / Ct ) es cf i chr:¡ " Potencial comple-.¡io,,

Se def i rre en':;egu i cla !

La velnci dcad r:ampleJa ¡

l.'J =é fc¿t

dz

lrf = .il. - ,' á9'a--¡TLa velocidad real! V = (o.* rr)/'

3.r+.?.? Ejemplo de Flu-jos planos g Vetocidad potencial

Corrientes Rectl l irreas. (FIfiURA IIO)

El Pots+nr::lal conrFle'-io de, ur¡ escurrinriento semejante

eg de L c1 f'cl¡.irr¿r !

t ftz t = C'¿

?t¡5

Page 231: Diseño de máquinas hidráulicas

I-lc¡flrje Cr Gj¡r.

Del dc¡n d+:¡ Í (

Ir"et I ¿+ f c'¡r rr¡a i;

IJc¡nrJe r { frf

Cc!lÉcfindHl (

9r t

', ( ¿t' t))(^ry)

f t(x 'Y¡y t(x,y)

l.t il :f f. i::¡ n ,ii t' ¡ i-l l: r-+ r ci+ rr L,

ft, )'- C(xt.'Yt

t le i .,- t'c^,y) + ¿'((xty¡

= ql¡l

:= Cu

Srp ÉLrl''i r*ne I * rerd cfri+

Cfir.r'i. rtln'h¡=J r*il J.;rt i V.tg; A

Klr HÍ:r"...rHn

l-lt L.?r."."¡[..n

,.i¡t4t.t .i. Ír$t+:*n c i. "r

I F¡$ g CJe I i ne"rs

erste f lrr-io rrer:tl Iirrer¡.

FI GURA llO. Ccrrr i.ents*s rect I I i ne.rs

cilE

L-a rreir .[ cl c i. r..1,:'r rJ del

eE'tA d+tla F¡r.ir':

cle*.'+¡rl r;:amie.lntcr cle las partlculas

Jlcztdz Yhf :¡::

?EtÉ

LI

Page 232: Diseño de máquinas hidráulicas

f:lr.l'jm a Icr L-argo d+E un Coclo, FIfiT.JRA l?l

FIGt.JltA ltl. Flujo .r lo largn de ur¡ codn

De una rraneir-a i dÉnt i ca:

Potencial corrFlp:io: ( fCll = C.22

Dondei C es uncr constante reaL.

Con: I t/ ) = c lx2-f ,

( V ) .- 'iiü:rg,

t /rz t .= €xz + t(¿< rll - <Y2

?n7

Page 233: Diseño de máquinas hidráulicas

La pesu l t¿*nte cle las l lneras de ctrFl iente c

equipHt*:'nc j.a.lr+* s;trn hiperboles equi latepas

clrtogonn les:

EcuaciÉn dei l.:i ne*ns de Cc¡rrie-nl:e!

{Y)=constanter,}i9=cr.rnstante,

Ecuaciün de Equipotenciá1,.:

( a/ ) .. 'rnstanter I X2- /21 = constte.

:: . 'r Ia velocidadr estA dada por!

f{= #=zc¿ = Zcxl¿'2c/

Con¡ u = ?Cx

v =-?Cg.

De donde! \,t = (c¿,*v")/"=ZC(X"+t') = ?Cr.

se concluuer que! la long i t'.lrJ de arcos dF clrculos ccln

centrn ern e'l nr:igenr egitA 1a velocidad constante g

que dismirlulJE? Pt^c¡tror{:ic¡nalnrr"nte al radio de eEtos

. flr'fios.

- f:lujr.r AlrecJr¡rlor de un Ci I inclrs CirquLar

i:ftjFt

Page 234: Diseño de máquinas hidráulicas

Inrnoh:i I

1t?).

FICIJRA T??.

rrr¡.:-i Cr:¡r'r.iel¡te R*.ctl.l irrea. (FI6|,.JRA

F1-u.io alrededor de un cil indro circularinmohril C una ctrrriente rectilinea

En et caso= (/&t = "(r+41De donder despuAs de ope+rar !

i(t = cx(r+fi1

t vt = cy(t ffitDonde vdmns que Fat^a lnq; gr¿rncles; valnrels rje /z/sondi ciones de f't u .jo re.ctl I i.nernr esturJiado

comienEc¡¡ tenrJiendo at infinitn:

€!t'l

¿rl

Uniyrritd lut¡nomo d¡

D4n libticto;1{I9

Page 235: Diseño de máquinas hidráulicas

t /tz ', "= c;: r cJnncle V(a¡ = C.

EI r'ütgt¡.L L;¡.cli' cl[r'l:*rn.i.du ;rn.t:arr iorm+=ntrer CoIoca:

( V )=i:.*¡r'::.{.i{ilte¡ I ( a/ )=constante

Drir'l:nrminr+mr-':l L¡ rJi:;tr i[:uciÉn de v;rlor,.:idarjes eil elc'a,;É rje e:si:e f'lr.r.io:

4e t x¿- ,2,( x2* yz)a

v = 4f = .-c 2n2-x/dy v'=aW

Estudiando má¡; precj.s¡rmente la repartición de

veloci rlades .rtrav&s rjet ci I indro con el f in de

utilizar las cor¡l-denacjas Folares.

5e tienp:

¿su= tf =c(t

xil

c = t. " '3Énr1 1ú )r g f* yt= 12

Dr:rncfer: i q ) ,-., Ceose(f - {l

t p r ,. ccean (r' {l

E:: pres i. onr+g q*{r ncl*i FE¡r'm í ts+n ca l cu l ar r as fiorfrFonentci+Ei

:1L]

Page 236: Diseño de máquinas hidráulicas

v¡" =, # ='- c eos,' (t - S.t

Ccln la suptily'f rcie dtl rfrr

Vr=@ c

solo la camFor¡ente tangencial no es pues nula sohre

toda I a per.i f er.i a del ci I i. ndro !

Sera maxirna en B g S'r donde vale ?Vr esta Ee

anula eln A g A'. La dístribuciün de velocidades es

simÉtrica cfin relaciün al eJe de las ( x )

pasando por el centro rlel cilindro. siendo lo misr¡o

para la re.p.art i ción rle* f¡resioner, paradoja de

AI..EFIBERT: El cuf*t^po ntr resulta srlhi tarne+nte concr par.te

de un f I r.r i clo per f ecto.

Determi.naciÉn de las prf;?sjcnes en todos los puntcrs

deL ci I indrmr C apI i cari'.ln el r:e'rfFerra de BHRNOUL_LI ;

radialer:i g'l:ang*rnciales: de la velloci.dad:

v =U'lóe¿+=-se,ax(t+$lrla

r: i I :i n rjr-o cJe¡ g s€r t i e¡re:

senc¡ (

l =ál

= -?C

VLzgl= ++&

./

z. Yx? 2?

?11

Page 237: Diseño de máquinas hidráulicas

Dr¡n cle !

Resu I t,anclc¡:

P4 =Pn

90o

Eo

es Ia

v"( r - 4s'r*¡++

Para¡ ( 4 )

Para! ( 4 )

C)ljmnde ¡ J V-al2 presión dinárnica.

de un Ci lindro

Paeanda a cc.:!i1l-t'1,-. ..-'-u-, pnl arersr pFFrt e*sta

a

e = f€asx *ifgetta = rccc

úét =c'Al,o¡E

t?-¡nt = Pn- 7L'1(Pt.) = P¿- lri

Remol ino atravÉs

CircuLar. (F:IfiURA 1=3).

FIGURA It3. Re¡molino atraves de un ri .1. indro circular

La f unciün Fef:rrff5s¡tat i va Je r I I .ig¡ es!

,l

?1?

posiciü¡r!

Page 238: Diseño de máquinas hidráulicas

Qr.le nos Fgly'r,i tt ruh.te.npr- f rna.lmen.tel:

tfCz ) = -A¿ + ¿'4lo7r

lJonde rensu I. ta:

L :i n e.r:=, dri:. {:r::tr.l^ i. erl t e i

( Vt ) -" A, Lcrg ( r ) =- Cc¡nstante; Clr^cu loscon centrcl t-)

Equipotr¡nci.alers:

concÉntr i cos

t3/ )

L i neas que=

fialcularli*

CrlrrFPendA

-A (oa )

r:mrtarr €nr ü"

Constante: Haz

h i perból i ca r

tf=

ci.É¡

Lá repartir:iün der velocidades

elf'ectm:

vr= ¡1l =dr

v,= 1#A-T

ArPtrr. de'Firrir:.ic1lr la circular:idrn de la velmciderd es:

ri

trl

rr | ) = E V.dc.¡.J

.ln lclt*go de una cu¡ va cualquiera que ilo

nrig*+nr lc-.r cual rjarla unfi circulacirln

213

Page 239: Diseño de máquinas hidráulicas

5iefltF.'¡^É' nu I it,,

cilindr^or fi"1

cerc¡ c t'tc¡

Ei rcu lari ñn

dr¡l gircr dri+l

Al cnn tr-ar ic¡r Ei lcr curvá envuG¡lve erl

r';:rLor rJe la circul;¡c.j.L¡rrr ES diferente r1e

r.f +r$¡err de de I ¿r [:ut..va e ] eg i cla. Esita

t:+:rr'd.rc.:t¡.¡r.i.Tü pclr lr.: tanl:tr la intensiclad

ilBr.la, (Rr+rr,nL inn ) "

Torrmandc¡ {.:r-,rtrcr

cht i enri, I

gt-t1a ilt.*l lr.agerctcr¡ t"rn clrr.:ulo $e

{..F)= -vf/s' -v'2/#

Donder! ( 7 ) = ttn-l1.

EEcurr imientoCiti.ndro Ci.rcular.

con Renrol ino Alrededor( F I GL,RA 1É4 s 135 )

de un

Fi¡ g

FI6URA$ 1?¡+ Y lI5. Flujo con

ci I inrir.n

rern¡r:lino alrecledor de un

cireular.

:it4

Page 240: Diseño de máquinas hidráulicas

Se.:: l-rn F:!:-:irllt, r. i rr ie¡lr h:r o f. I u..i o a I rederJor de un

cílinrJror L']E5u*É1 ta =;uperF?osici¡;¡n de lr:s¡ f lu.¡os J g 4.' Sp-' lendr..A ¿r¿J :

tftr ) = c(etll+¿\tqz

rccrn A = fr 'rnrJrr clalcillc¡ hechn se encuentr a

:"'(el )=c t-t't.t4tlr++)- +*

1V )=csen(d.t(r-+ + + log(r)

,f... -¿{

,--r, a2 lVr = É =; c cc,':=(41 (r- 7t

7efiF

En el inf irrito ( leJos del alabe) la velocidad vale: V

= l"f (.ó ) = Cr c$mo en un f tujo rectllineo.

Determinenrms 1a distr.i.hucibn de velocidades en lasuper'Ficit+ rJel cilindrc¡ ( r = a )

La velocid¿rd nc¡ Grs ga nula en jt, . .'.,{:.:r! A g Ar r p€t¡-ct

.a los puntos de est¡n¡.r.- ..-:,.[.¡ del f.lujior coFt.esponden

tl5

Page 241: Diseño de máquinas hidráulicas

Itr:rni¿aé) = h= *

$e di :r'L :i rrÍJuen err'tr:)r)ceg ? caEoft:

f rtera del ci I indrm, FI6IJRA 1?5

Corno se hizcl anterriormenter deterrrinemos 1a

rJistrihrrr:irln de presiones sirvi*rrdono= del teoren¡a de

BERNOULLI:

T ,:. ll\Ca Puntos cfe estancamiento

gtrbre r+I ci.I indro. FIGURA f 24

T T 4l7Ce F untes cle e+stancamiento

f+*=?**Donde! p(4 ) = Pn + Í["*-(zv*r,'c"* fitJ

Ser obs,erva inmecliatamenl.er qu{= '1 car¡!;a de la simetr la

clel f lu¡n r.tllslpectcl ;,tL F-ie OYr que 1a Fr-esif¡rt

y'Elsr.lltante¡ r'lcl ¡.rueder Eie¡' dir.igi da rrAgi. que de acuer.do a

*ste eriie, Es suf ir:':i errtmr Fr:r lm'larrio ccln$iclenar rlcl

mási qHF I ¡.'t r:r:lnfrf¡nenl:E de Fre:¡ioneE cje¡ acuerdr: a e+1.:e

e*ie.

r

=16

Page 242: Diseño de máquinas hidráulicas

5t.r

i:t!J

t i elrre' ¿r*i i :

r.t.:= -)oFft(

2r5eo2o¿ /¿r

J t'seaze++l

F.rF.l

++l

r

Finalrnelnte¡

clel cilincjrn.

l-"T d:i. r'er c .i ,1rr rle'

Fq¡O e I yr,;.¡¡..l.rr¡,

unidad de Longitud

General i zando sie encuentra eI teorema rle HIJTTA-

JOUHOT{fiHYr vál:i do p¡rr^r un Fer.f Í L cualquiera!

CuBnrJn una t:t:r^rienter cug¿r velncidad en el infinita

es V{ 'o ) r f luge a lil largo rjet contorno g sl la

circu Lacil¡rr ,':r . Lc¡ Lnr.to de éeter cr¡ntorno eE igual a Tl) r Lc1 rc+liu I tante de I ar, presiones sobre el contorno

e$ igu*r.[ al pr.oductr¡ de.+ la velc¡cidad Vl ¿ I por la

circul"rci*¡n f T I rje la velc¡cidacj g por la den.¡irjacl

del flr;.i rJc¡ rP),

I a f r¡ r:+r. :- ¿r

d-( V )r:tnlrtienr* haciendo girar

sÉJt¡ l' i cfo i nverscl de L a

) .Sier¡ ( cc | . a. rJ (a( )

i:i i Er:'ltr:t{:{:ilnfltÉ pr I ur'+go rjel la E;imFrl i f i. cauiñn;.Ja !

a

Itu =

Pg= PTva

l-vn (T,l"

pg = fTVa pcrr

?t'l

Page 243: Diseño de máquinas hidráulicas

ci.rcL¡1.¿rcif:n :

En notar. ifrn Vecto:*iaL:

f = -?.4 ñ-

3. ¿r..J.1-{ 'T't^¿rnEf ot.rnacic¡i'¡eg Cc¡nf or.mes

)-,

Flj. tt

FIGTJRA l:ló. Transformaciones conformes

Sean ? planos OXY g Aí7 1( rL ). $e Fueclen encontrar

las leues que hagan ctrnrresponrjsrr a todo punt.r.., ? ,)

de ufiR dar los Planost L¡n punto ( .+ t clr. l ¡-r*1^¡r C

reciprüc:rf,fit'rtltr:f. (FIGIJRA 1?,í'. Se habla de

trans'f'mrnranciiSn c: . ''-r cuanclo a puntos

üonsecllti'. . . du- unct dcl log planos les corr.esFonden

Funtos c-GÍ¡,ig:rcut ivos clel otro. AdemAsr si rr!

conservÉrn lol;; ángulc.¡r¡ delf,inidos Fclr 3 punto:ir latransformac. i. t¡n eEi cc.rnf.c'r.r,re.

;"iE

Page 244: Diseño de máquinas hidráulicas

tl*rffi

FIGURA 1i16. "fr¡*nsforrrr¿rc1Én ccrnforme

Estas tran,:if r.lrn¡acionelr-i FÉrt^nri ten pesar rje un f lu Jo

determirradar rn el plano OXY al que se le conocen laspropiedadeer a un flujo diferente en el plano

ovl (rL t.

Si las potenciales con¡plejas estan ligadas pc¡F una

leg del tipo :

fczt = Ífe@J

Es si¡uficiente qlre (sl sea analltico (derivada

definida clerntro cle cierto dominio) paFa que la

trangfr-lrnrar:iÉn sea conf'ot.ffie,

cemo cclnsefiuer¡cia de t¿rl transf'mrnaciónr la form¿ del

obstAcu lo c el pflsc' del escut*rimiento scln

modi f icadas. L¡ts I lneas de crrrt^iente C lars

Unlnrftbd rutonomo ó tk¡ürbDOt¡ l¡blírocn

1119

Page 245: Diseño de máquinas hidráulicas

equ i trí:¡ hein c :i. cr I ¡ii' i+ r

t.ePreÉen tAfJ:-1Í;

transf nrFrclilas:i 1

eqrcurr im i. en tn ¡J+¡

de.i. rrr.lri.rv{f r:lricurri.mierntn t¡s{:an

por las I Inear¡ cJe corriente

C fr$r. I .t- eqr, ¡ po+:e¡n r: i. a l els rje L

!:r;*sie. (FI6URA 1f7),

-J-'¡

lrI(jURA l?7, l..iner.*E der cnrr^iente

L.as re Iac:i.¡:ril¡*8, rr.!.tFir É¡i{:¿tl:LFr-E+t' I ,,.tg; cÍ rcu lacignes

velocl cladngi alre'rJ+rdo'¡, dsr un t:lt+t*:tilul$ C rJe

tran=f'c¡rurÉrrJB Fiün :

Pleno OXY:

I

sit.t

:;::q

Page 246: Diseño de máquinas hidráulicas

fNlhu = J^ d'T^r= /n - /ra

= (uil¿')*¡ c) s

Dr.¡nde:

Pl;rncr fr(7Jrl? )!

'}^n ''= LtI

-t I

Vdl s Itt?

n )* /nüf

Donde:

b, = /" /*.

Se tien¿+ asl¡ -T^^, = T¿tV

Der otra p¡ry.te' calculemos la velocidarj comple.lie

trünsf or^nradñ Wll ):

but, =/f[l(il].A, = 4,-c'tlt

tllZ ) = # ,=.c-(,'rtt(t

Pero tenemns :

fil:l

Page 247: Diseño de máquinas hidráulicas

¿lcü.4d¿ d,

Donde: hl(i)-!á/7

Pr:r lo t*n't''l 1a verlocidarl cmmFLeJa clel movimientn

transforfiracl$ E]fi igual al. producto cle la velocidacl

crlmf.rlu,i.¡ dril .l ñrclVinrir.:nfn rle h.rgr,"r p{llp la derivada de

la frrnción de trans;f'or.rr¡¿irciün dz/d(, l.

3, 4.-¿.4 Paso de un Clrci¡lu -. :

Avibn

i'i 1 del Ala del

dz8

Se puede

. . .: :.r, i. en do

mc'.

la

'. :.."' que Iati transfermaciones conforn¡ers

leg:

7 tcz* $tHacen de

utili¡adoE

aquel los

Sin entrar en detal lesr diganros que a partir de

cgnsi deracicne-s teóric;¡rs¡ rie ha colocado al punto una

cr¡nstrucr:itln ur.lf i t:a que pc¡rrrritel c¡ht+pnei+r- una serie de

PerfiIe$: Lrr$ pei'rfilers de ,Itlt.rKflt"JSHY. Es TÍIEFFTZ

quien rlíf.¡ e.l rrütodc¡ rerrlrlrsentclrJc en la FIGURA IAB).

L¡N

Eln

cLrcu lc¡ un perf i I panec j clo

la aviacil¡n.

;lf'r

Page 248: Diseño de máquinas hidráulicas

Ml P= MzPv{tÉ= ú¿ P'

fll,:+tndo rje TrefftzFIGI.,|RA I38,,

.'tii3

Page 249: Diseño de máquinas hidráulicas

s'i s¡,¡r¡^¡,., +r Fiir t. j. r íJ€'* rjijrrl$:i clpr¿rcir¡ne*r; rnal I t i casr +c

eficrlintr'+r.I 'i,l r;i.[or c{el 1;r fuelr.i:a cje sustent.cciCrn rle

esto.¡ [.¡{'.irf :i'l r.,..' "

p ,,- zrrf?áfn *tn( ¿;'+ + F )

ficrn: q f I '-./h

,. :: r-11 =, r ¡Cl j.r: t[n,

b s e¡'rvr+rEÉtrjuy'.r ( en arj¡rlnnt¿+ colc.lcarerrns

t¡=l )

Vl ¿ ) =, \,+t.lc¡c:ichrcl rjeI f luidtr ¿rl inf.irritc¡r

Fr^Erqi: i c".rnient.,.r' :¡. rrllá rli*-'L;.inci¡¡ tJonde E?l €lt;currinrientr,

ntr eti prlrrtur.baclr; pür Ia presencia derl perf i l.

á = Longitud (¡.P..

( P ) = Angulo dEr V(.ó ) Ec¡n el eJe OX.

e = Flicr-ilntr^icidacJ {,F¿ .

CClrÍln l',.r-rlrrf.:rr':i \ i,:.. ¡,., *r,ta,".i. ¿.r¡¡¡¡1¡r¡.rl:el qUC, !

p = PTV*b

.* atrrvaos.D( ef-t* +F)

f = Fler:::ha OO¡ de Ia llnea rrerJia del perfil

Tenelrlc'E:!

;!i:4

Page 250: Diseño de máquinas hidráulicas

[-.4 r i. r cu ] ¿rr: i. ñir i+':i a:iil per- Fe+ctanrente rJeterm j.nada.

3,. 4" ?, ii Or i. gr*r¡ cJe Ia Circulari'Jr¡" (FI{iUFtA l?9),

Consicleren¡r-¡:.i un p+i:+rfiI innroviL Érr iln fluiclo

igu.:tlnrmnte j rrrrrnvi I " Det*ipl.rT!3{:ierftotiilFl tarr pronto el

f luidn t¡e ¡:o.! nc{ue Hn nra'¡in¡ieritn g $ie jrueda vep. eln el

hr¡rde dn'=+Li,J¿r unü cl.r,::icontinu:irjad en la distribuciün

de veltrci dcrLJF.!$,"

?l¡ ltl

F IfiURA 1;-9. Nacinr:ientfl de la circulaciün

Anirnadair dF-r vellc¡sidades bajes Én los extradüE c de

velocicl.tdeg; altas en Lo:-, intradosr las Fartlculas dan

origen rt un r'enrol ino¡ ck¡rlde la circulaciün Li!. .. .- r. -,u,h

de i.nl:en:ii.*.lacl1 lias'La ( l? ! ¡.-.-- rje dr*spy.enderse clel

perf i I Én un ¡¡'.¡* ; 'r'r dnnde lal; verl oci darJes serarl

iE¡¡al.'. 'I i{:} !J traJn.

::;15

Page 251: Diseño de máquinas hidráulicas

Este remolinor de.r r:irculaciÉn tFlr da nacir¡íento a

una circulaciün de E'i.gnn contrario alrededor de¡l

perf i l r de ta.l f orrna qur:r 1fi rirculaciün total eti

nu 1a,

(f) quee:r

del. perfilg- que F¡uede

EI perrfiI

circulaciün.

l'unciÉn de+ I.a incl inacrÉn C de la f crr,a

c de, su velc¡cidad {:mrl relaciün al fluidc¡r

siÉ?r nu I a.

circular nr:J or'lgen ninguna

3, 4,:1.,É Reparticiün

Perfil. (FIGr,,ftA 13El).

de Fresiones a lo largo del

Conociendo la reparticiÉn de velocidades alrededor

del perf i I r s;E! puerje cal cu lar ¡ apl i cando el teorema

rler BERNOULL.I i lasi reÉrflrticinnes de las presiones tal

como s€* reprc-rF:Hntá etn la FIGURA 13n.

ptol/óa

D i s:'1. ¡" :i Lru c i. hrr cjt+FI$(lRA 138I.

',"';::á

PTF!|5I (JNEg

Page 252: Diseño de máquinas hidráulicas

Ílir': ohcmrva ,1rrFn

qu Éi? 1¡i Frer+ i #rr ,

de Eu r:c i frn q'l i'j'

Eg:'tn Ei'iiF.l i: j-i .'1.

1a rJFl[.:i.+Er! i. C]¡- F:]f:; ftriJ rfic¡ mts i mprrr. l:¿rn l.:e

Por l.n tanto el perfil eE mucho nrás

¡:le pre:::i. ftn.

ri,*nr:l Ft(::rr' cavi taciót,

ll. /r,, l{ l'lÉ.ttL' [:-r,¡rc',y'inrt+nt..rI

..f-" 4-1"1 , 1 l.:t;:r.-.1'r Lir':.1 l.'-Ll¡irll'r Pt=rr.fir.rt:.t.r..¡ rrl FluicJr:¡.Reral,

Fin E I e*s:t'rl rl:i c tE-.f,¡r' i. r::cl h+.:'m{:ls clesprec i adcl I ns

rox;llrriento:i' C la vis¡,cnr=idacl det fluido. En laprActica se debe tener Gln cuenta g sr¡lola información

eHF Et^ j.n¡entrrl permi te determinar exactamente Eu

influencia.

Con É:ite objetivor s€e midió experimentalmente la

acción de lms fluidos sobre log obstaculos perfilados

de fnrmai¡ favorablesr en vista de =;u ertpleo en

aeFonflu t i ce.

Err toclru pr*r.f il (FIGUflf+ 131), al

inf luer¡ci.a riE" l.lna cc¡l r i.ente con

Frodu cgl lrrlrii f uer za t 7 I ,, Esta

con se de+r d cJ;:, r:{f,rrro I a =u

lrra de lc¡E

se¡r sometido : 1.,-,

vr+locidad t Flr !i...

fr.rr=' .': Fuede ser'

' ^t'-.:'ntes,¡ a saber:

Page 253: Diseño de máquinas hidráulicas

fD

-

FIGURA I3J

-l* f' ", de Eus'.rten tac i Én

perpenclicularrrente a Ia velociclad( inf inito = sin Ferturhació¡r ).

L.a fuerza de arrastprs tÉl qu{3' *direccifin cnntraria *r VtV ),

(

V(

r- --P=A+ R.'

La experierncia muestra que Éstas fuerzas gion

PPoPorcionales a 1a suF¡erf icie sustentada Fr producto

de la prof unrli dad I rjel. pey.f i I r pr¡F su envergadura br

po* la cien,*icracl qf I cfer. f luido en movimientor ¿al

cu¿rdrai:Jr ilr:., ::il.r veJoc'icl¿ild l,J{-<¡) !J de sus r:oeficientescle lt[t¡'+r* .':,r-- r.ln* *t.ts l:etr I ctr.:. i án ca g cfe I ar.rastre crd.

Es;'tas E-':¡'1.:i-r.n r:,rr f'ur¡cil¡r¡ rJpr *r.rgr.r Ir-:r rJer inci dencia ( q. )

ch.rI p+:¡r'f :i-l.

..2C.¡ t \rl.o F.

j::ll fluido perfecto al fluido real

t dirigid.e

) del fluirJn

est.1 dirigida

A

v

Aa

''':'ft

Page 254: Diseño de máquinas hidráulicas

F{ = Cul L2Z

. \,tt nO .F.

F-ste y-Flfiul'tr:ir..ln É.l'ijr{j.:t *tr::nr,.lÉ r.:rl! la {.:+*nr. le" En cil;¡lrtu

trclncierne fl L,-', flte"r;i¡-r rJe gusfe+r¡ta¡:: ifun, f-rptTrrfs vistn en

ef ectc¡ ,:luÉT:

p = f.'7.Yo

Con: P -= lt

V( <) = t^l( O)

- ztÍf 16 V.a -€en ( t n't | * Fl

Ca=1Í t5a' en cuen t ran

exFeriencia.

L¿r re I ar i ñrr R./A = tang .

medi da rle 1¿¡ c;rl i d¿rrJ deL

la

q -: +Uúf: Fs ta pr.eE.i..ln ct:inár¡i*a

L.r¡s c;:lr-.f i. r i eirr te:=-, {ia

FlipHF j.e'tri:i :-rl t;i r ¿crr

!l ('I.+ ¡ cle t-erminar-los por La

|jrrfrFiir r+gt+h1G*Ct*r nufnÉFo=iits5

€¿.nqr"r.-t €-f'

lag; rc+l¡rcirJnps, ct:nf irmadas

( € ), llanr;rda finura¡ da una

perfí1,

Uniursithd luhnomo dr

DOn üblicnroi!29

Page 255: Diseño de máquinas hidráulicas

cltrvrf $. |li+i:'.,Jrlrr i ;ir 'f'ru¡-itr"t

el3tablecen 1(:,::i di.*rgranra;

tj* reFrErs,+-n'tár! Ca

=:i gu i en te*:

Ct¡¡

t

[email protected],4,,3.:l C¿r u $rrn da.rJn+

) coIfificnrJc¡

fucifurr

del ángula ( o<

(FIGURA 13?).

en el er-ie de las ahcisas.

t5

I2

0

FIGt.TRA 133, Repr.es+:lntacirSn de Ca g Cr¡¡

cs rp. .'.i,¡rrJo flrn Ia c¡v-dr+n*lda cr.:]rrrc] fu¡rci.ün de cr¡. Eln

cada punto de la curva reÉLl I tante . cc¡prespgnde un

valor clarl *lngr.¡1.¡1 t r* ) hjerr clpf i.ni.cjm. Este rj .:l

diagrarr*:r Fi::¡1;i* de LILIHN'II-{AL r[:r"r '-. ' i 33)

T:TII'

Page 256: Diseño de máquinas hidráulicas

IGtJRrl 133. D:iaq', r¡olar der 1i I ienthal

Los ens;, tuneLes de viento resaltan qué los

coeficii Ca g Cu¡ Eit:n en función de ta esUette: o

perfilade del slar relacionados con la curvatura g laenverga(Jura del perf iI. En efecto la diferencia de

presibn que opera er:tre 1a superficie interior(intradÉs¡) C La superf ir::ie externa textrad&s)r eF.j

atelnuEcl+'r en lci,*; erxf-¡rr¡¡g;gi dr='L per-fir. (FIGURA l14).

Ut

'l-urrel e.'+s cie

(

F:IGURA T:54.

:.:;3 I

viento

Page 257: Diseño de máquinas hidráulicas

Es ésta 1.1 ra;:hn F¡{fr l.r clt¿tl lc¡E ensaUns $,e heGen

siempre cilri rr¡{:}dc:tIo$ cr.ilF tis¡l¡en la misnla esbeltee

(perf iladr:l) r .:'o11 e+1 f in cJe ]rev.nri'tir* l¡rs c$fipclFHErünes

üt.i lr=s"

Los c+efirrentes, Ca g Cu de los perfiles GOTTINGEN

scln clacJns Ff ,'.¡r ull Fer f i l ado !

l/h = t/5

P¿¡ra lc¡s P¡'"r'F I lr:;s; I'JACA :

litl = l/6

Sinr+nrbar.go un alabe de, la turbina Haplan {.¿r HÉl icer)

puede t;er fi{-JnÉiiclerardo corrrcl una ala de envergadura

inf ini tar prlesto que la presencia de la ca*caza

inrpide la igualdad de las ppesiones. Es conveniente

esl r introducir unü correcciÉn a los valores.maldi dor¡¡ en Losi tuneles de+ vi.ento cada vez que laesbeltez ckr urr ala difi.errei'cle la esbeltez de las alaserrpl eadas; E:rr I mfj ensagt]c.i,

Adnri t íenrjo rrrr,r f r.rer¡a de susterr¡taci.ün igual en toclos

los casos:

Ca = Ca¡ ü+'r

=

Et= nei'r:esi;ar-'ir¡ r'oy-r.r*gj.r 1 r:s; valnr.es; r;iguientes:

:l;tr

Page 258: Diseño de máquinas hidráulicas

.-\

c: l F' tr.\Cw ¡ rJw p :r':

,f \ h. bF,

I t.¡) | &7; ',,, #, + ft) en r.rrri¿¡n*r:i

El ÉaÉio r{rlf:l n{ls interesa esFecialnrente¡ es er paso de

uná envergadura inf initai t¡rnemos!

l"l*"r.t i trr rJe+s re 1¿i{; i vas .i .[ o.¡ enEaUtrs :

Fl = Fe = le¡,, be

l*l",rgn i {.:t.lties rel*-t'tives R la turb:in;rl

F? = F(.o) = l(,o).b(rcr)

Que permitEr e¡scribir¡

+= ++br tf,e.

!:,i ¡

Fz L¡-= -

-_Jb E.o

De una f c.ri.n¡ g+rner.e I :

fi¿r { ¡o i -' i.'."r €:

;l:.J3

Page 259: Diseño de máquinas hidráulicas

FZ

{}r¡r(¡€)=Cwe - + "}'ube

,to, *¿ ry++.T

Y +_$il E.:l lt,?i r.¡ ¡:'¿¡¡'l; i ¡:.r.r I ,.,¡.t. t..le+ I r:r+ ir¡.,.r-f j. I etEi GOTT INfif--N

\cl*

É==l¡.

Ca ( ¡lO ) "= #a¡¿

Cr¡(¡o ) = Crrrg -'f¿l.EáSBüa¿

( y''- ) = "cJ g,QE Ca

Et¡tas rplaci*:nes muestran euE r-rE puede descm'...--.i¡Bl sE

la reiEi,¡'telnci.a R cr:nirr Ia Eurra cJe una i -:tencia

inclucicJa Rit dehíclo a la f¡JFr, .'-':l fle un remolino en

lc¡s r*l:trr."-rrog: '. ' .! a u que es nula para un perf il de

envrr¡'g.LrJui' " '- {'ín i ta¡ g cle una re*iistencia propia rjerl

t'rc+nfil Rp:

R i:i. R.i. .+. R¡lr, ñ

{l+r .., '-iu i .t- Crup

De+ o'L:'¡+ ;.'."-r,.!.r:-. 1,,ir ri+g:ii:;t.+,iliir:ic: Rf. Fru,=t.lc- EiEl" r:ünsidr=rarJ;,1

ctf,fnc] l,-t ::-:.ir.!'iia ri+¡ i.:. r+i+-=i.r=te.lnr:: ia det¡ido a lr:+

:',,'.i 4

Page 260: Diseño de máquinas hidráulicas

"'CI;: .itllr .i +-rn t C¡r.,

R""

U rj:r .i.,.r i':lÉ-akJid¿r ci .f ¿i fc¡rn¡a del pc+r'l'r. l

[?¡r = R"

üu;*trdo +:|:[ frE r'1']. I pr.É:J+-'n'!:,r 1o.¡i Ángulos de incidenci.rf ,nvuu'.:.r!.¡ lri-'q + i e$cllpr'lflr lFnti], ('9:¡ Lá rlet ar:uelr ck, a I a

trilclrL:l . l'1 " tiri grirftf:i.i!.rl*irrrt!+nl'ÉJ trulo c sr:llflnl¡=nl..e l,¡

rrjrri:ii,:i't.c+rli: r+, r'¡rt¡)r'i cl.q aI r.dlIi r{lt¡i,+ntLr 11i:l . e rjesfrrer:ia"

f.t tl

At coÍr'1.:r'Erior cr.lancfo +r.L

se¡' ln'J!J i.nrpnrtante'

dc's,prenr:linri t¡n Lns Eln l.=t

cclr^t Esipfinde rrrfts, a 1$ r{uf=

Angulo de i.ncidenc:ia llega a

E?t; Escl¡t l irniento presernta

=uperficie del FerfiI c no

EEI prevee Én la telorla,

La resi=tenr::ia cJebi dr:

R'))Ct. ( FIGLTRA ?1 ) .

al Ferfil Ua fiUlar

Ferfil

L o= resu I t¿rclcrs

l- 'i f:t rF;.-r t .1:r,

f,i¡-""- Hfl iii 11!¡ dr

:; .::i

Page 261: Diseño de máquinas hidráulicas

ii¡= t á fr .t r.-. c': 'i. rlcl*;

frF*CeFrElr 'i íf t-l .i

¡^tlramj.entos:; !,'

la EiirFc? lLrt..i

lTtUg [-,f'ft]i ,. lf¡t.¡'

JtlUHOl"lFjl.;Y.

[rr¡f- .[a t'F f-rr. I a $ {:::f.}r'r t,sit+ *h¡_rhtt r wo f u+

.rltltfll.l ir.' Ir...'. r--'l'+.tl{:ü". pf-CrdU{lid¡1t-_i Fr1j¡^ I1jS

.1+ r"'-iÍifi:{:}*i,i r-Jad del f luidn, ELimi.nanclo

I rr irrir c'i,EFr i rai::i. ihn r $Et I I egl¡ t^egu I taclcls

,i ;:¡ctrritr I J. cs c¿+ t cr.l 1;¡clnq+ Frflr. tl I mÉ tc¡da

É,nü'l::errclfl. nLi[i+:'.:.r.n'r!]ntel quei'iasi coeficientes Ca g Cu¡ ERn

funci.fin rJ-':.1 r,ilnr+¡'lr'c de P[:--YN(r[-Ds Re, sin en¡t¡argo er¡ +pl

crrcJen Je¡ Hi:,.l .r q;1;.'¡,:ión qrrÉr nclsi interelsa ( Re ) l ael , of¿16)

!.iÉr Fr.l+.icl# .lr.l¡lr I i j r. qu+ fla U Cw Eon conEtan tegi,

3 . 4, 3. ? Hrnpl ecl cfr+ los Perf i les;

Fls: Fa¡^c¡ que lan perf r ler; dis¡enarlos pára la aviaci.Én

Éiean adecuadt:$ p.irra el traeado cjeL alabe de uná

turbinar sin nrc¡dificarlos. Generalmente Éstos

trev'f i les l¡cln mug Eft^ueEioss c nc! pueden s;et^ enrplr_: ._'.-..

más que rJesFuÉ:i de hacer les t^r: -r .. :;.i.ones de lasmerdi d+rs=.

Pr.rr s:1, mi s:;rr¡ t:'' - ',.';rr-ifrn nrgfiif ic.=¡ la calidacl de¡t

i..' ' :, " Es :i n¡po::;:it¡lr¡ dsr'l:er.m:irrar r.'l nuevfl cliagr.arna

poLar $ln h*lr:er enFáUt:Ei. Nc: atrs{:ante se pueclen

utilisar' la:i' rfi, lelcislr¡r*r sigrrier¡te= qur rjan l*r

eXpf es:iiftt Frr¡.! *,r'I ün;[ 4;.:'r4,Er¡r'l;¡:, l]irr.rH .lOS ValC¡rmS CJe (-O i

mllg pf..:!:::irirt.- ., .l t:hl {t(.}r*l.r ':le_.,ntE.,- tJ+* .f :lnura üptinla,

ca = n¡ +- + ¿"K:

*llIl:

Page 262: Diseño de máquinas hidráulicas

'f¿rrrg( 6 ) "'o .olL + o.oz fu- u cf +o.oat

Et+tn PÉ:lv'rt h .'.: i ¿, ),,

Con Io* r,ai.mrers n&rrrer i nc¡,s ( Kf ) g t |<Í I

siguientes:

fnULo '¡ti.

f:tey,!'ilrrrl; cls' avi.acÍfin

Perfile:s G{,TTINGEhI

Frcr ( Kr*) #4 oBSHRVAcIoNEs

3á¡+-4?B-¡.rts8-6{3Í 4.n @.A?? para alabes

rn aceFo especial.387-4t¿,8-¿r3rS-4rlEl 4.4 E.@g? para alabes en ac

ero ordinÉric¡.384-ó?2-ó?3-6?4 4.@ B.@?? para alabes

fundi dos,

$31Í{--6ü.lc¡.-f,I f.,l -¡ . fit Ft. Ha? pe+ I i grn de+

cavi tacción

cJil*nrinuido.

Ccllfrc piili-c:r .[* n',,;igrur. Fai.-'!..8. r..|fi!' é,gtcrg F];r.lrf.i ler:+¡ sE! tien¡¡:

L{ fsry:iiirt éLru¡l ::..: .l -o^

';:,.i7

Page 263: Diseño de máquinas hidráulicas

F,rlE,df,] r'lfiií':i'= j l.',' !

t-u,n6.r .o.o¡z + 0.06 +F".i*te .: r.:i'J!r:rr. rrr.';r.¡r'¡l.rl tan rptlhf-:i¡r'F'i du dt+ l¿r ef:, t¡cilrnr.¡

pc-rr'ifl C!¡-'lrlrr'ti,r '.''1iiIr r+] itL.,r|ip¡ inlprg¡¡J¡¡-¡ e$tUdi Ar ÉfJn

l-,I',1.+L: :it,i:'.d-¡r¡ rr !. cr:'n'rrür'' l,ii¡¡.is;¡¡f r'¡ ffb! Le1 turh j n¿r en todr.¡r+

lng rr.f$ I rt!!r,tr' r'::i,,

3" ¡+..3..i !-:lrr.l.r rrlr'l Lrr.l¿r Rr-',rJ de AlabeE. (l:IGI.JRA lgÉ),

Fl¡.=' ,

--

F IG;trRA 1:IÉ, Di.¿itJr.¡.¡nr.* de varlocidad ficticia

En urr:r t.lr:'l-,.i n,:'r i! o*; "r'l ilthEfr+ o p¿:tl+¡s sr:lll coloc¿:rcJos

relat:i v.:lllrc*r: l-ri tlir.lu üÉtr-r:. e i. cir,3 uncl$ de lo,:+ otrcls¡ c L as

i.!.r,r..rr , i.,.rr ,.¡,1i.,, i.'l t, ,r., i:,.r ¡ri1pr.!,1¡¡1 rfmi tlr.. p.-ff.t

.: . 1¡r

Page 264: Diseño de máquinas hidráulicas

tHlt{:,r. ri+.;l:r., ..; í..:¡r.ri..}.¡., ,..j.: inrJi. [r{T'!.üf b].e inf:rC¡dUCir IaS

f ;Gr-r'fjf .r: .i ¡r;r:.':.'. ,.'¡i', .[ rJ-¡ '" I r:u I r¡g i cnn &gte ef e¡c,-to li{:a

ag'r n¡iLa':i .rl:l:e.* .r Lril+. ,-c.i,ji. ll.:"..

$it"r ll¡'n":r i {:l.j'i11,;r dr...i iil*rtrc¡:l á Lrn"r f;er.ie cJe c-lla¡es

icJfrnti fi,:i.r'i l.J '. .:;*:id ist:ante+¡ ilcln !.: r'¿rrt¿.rrrrLrnte al p+:ly-f j. I

aisJarJ+r l.a *'ir.j -r1!,* rJc*ivia cfi]mpl+.,!:arns+rrte er. flrri.r3r:.

1" cJe{"ii'¡ih rrna v+irlor::irJ*cJ .f ict-ir:iai

ñ?* ); rlh+rr'I¿

Qus¡ pc¡r'rri tr= es'tcrbletrHr las. r,'. , - 'alne$i análogas a

aquel las clue fiunr¡. .-J:r ur¡ perf i I aislado.

Re ,= Glg

!2_

t.z *t¿¿ F .

As -= CrB ur¿o"F.

[-*:t r-el ¡.*r.: :i r1rr .' -.:r,rrli r;-;i r..¡¡ l;qi1 fl+¡ fUrrr,;la rJ suStentAC:idrfr

Frc+v'f iL rlul Ln r'*.i'i:.t.',ir il rrrrtr.,fi*I de.lI n,i.+mr} pt*r.t..iI

a i r" l arlr¡ {'rr-: r¡ I '" ¡.ñ:tfir rJ+i, rrrrlr,.ttJ ri¡ d|J rr cr." re'j i t .i a.

^tK=I4.Ca.

z

Unlnrfthd lulonomo dr Oaiümr

fltl|n lrhtir*r'a?'i r.r

Page 265: Diseño de máquinas hidráulicas

- De 1a clj.st,i:inn:ia rqlativa t:./! rF: los Frerf.i les.

- De l-r fjir¿.+r:riÉlr I Fn ) rjp lca vr+lr:rci darj t ó¿. l.

ai=lado crs +.1 ] 'lar:tr.rr dri+ ..¡nr-e_i ¡,r,.Jo o rj+l rr,¡jiIla.

rt.', C-gC¡

h-r+te crtt-.'f l c. j.*itf.t* qjt+¡rg¡¡¡lpr F!i;¡:r¡.-.¡.-i;¡J.¡1q¡1 .l;pl

.- Del ángr.lln d+ incide.rrrr:ia (.< ) cle los perf iles trctn I

relaciɡr a (6<, ),

- De 1a 'cur.v* l.:ur'á der el,squereto de los pe,^f i res,

Er:perin¡enta.[rnente se determina los factor.es delenrejado ( l(l ) g ( f<2.)r en funciün de tll 9 de bI) r en dos r-:asosr ver t i ca I es. En e I trdsc! r

nrA= ge:n*"r-;.r1¡ et; st¡fie.jente deternrinar lr.¡s

cc¡ef iciÉ:.rnttllÍ;i ¿ |<r ) g t k¿) relativos al perf i Ic$nrsicler'¡"tcl':¡r g des.;¡:ruEls cle apl iCar la relaCiC¡ngener.al:

C" B = zf (rr 5¿n'< + *t +)

El coefi.ciern{:*:."- rJr: arr.e.::.:l:r.e n:J eg nir.¡cJíficacJo:

C,^rg Cr¡.¡.

'..j":th

Page 266: Diseño de máquinas hidráulicas

3.5. RH.l'.rr{;.1r.}l.l

HTlDF.HNA

t: lrll']iii. t-rlli l'F-üR l ASi CL..AS I üA

3.5. I Fri.nr*:*r^ !"ft*'l:r:dn

Cnr:g,idr-'reimc'¡:t ilr'+'r i¡ni,.ciñn del l¡nH turbina Kaplan, El

clesraprc¡llo rje un corte cillnclrico permitirá una

nrejor conrprels¡ibn cle lal¡ oFeraciones. (FIGURA lg7).

FIGI.JRA 137, Corte c i I i nrjr i co cle una turbi na kapl an

Las velocidades

consi derrancjolo

determinaciL¡n de

.relat ivas l^lt C W?

comc perfecto¡

la veloci rJad lü¡ ) .

clel flr.riclor

permiten la

?4t

Page 267: Diseño de máquinas hidráulicas

.- iil + rTl.r lAt¡O , =T .a

F-I I I r:¡u i dc Ft..,,''f'elcto r¡m prc¡dr.rüÉr rrfls q¡f¡ ilnfi f u+rr.ta

i:rerpencjicular a ( fr¡): La fuerza de sustentación ñ) que fie le Fuercle descompc¡ner t;egun las direcciones:

- Au Per¡r¡¡¡14ifiulfiF al e-jer Eigr.liendn 1a ve¡lccirr..,,.' r,.

- An 5ig,.r:ie¡rdo el e-je der la turbina.

-JtA=Au + An

Corno sabenros:

fi = f Ta*15 r poF unirJad c,':. l*ngitud del alabe,

cal cu len¡os asl eL vrr. {"r' al ar*a., lacibn alrecledor

dr' ,,i '. lr¡¡ sigu:i'=ndo el r::mntorrrc¡ AECDr tenelnos!

Iv ' ;:6 E.Ts=-f*.,,.1./ AEcD

Áu

(lhsierv.:rfirjo qur: AB = Cft = tr sF Érncuent ra f inalmentet.

I f ) -, ( rdü¿ rrl,-rr ). t '

* .fu'[" ' f*++f^, d,

Oc 'eD b+

. i:'¿t',Ll

Page 268: Diseño de máquinas hidráulicas

u h,,fnJr.r ('rlr;'. -rrluf ).t.

' Íi'i. Ilí.rtirl.1rt'ür.r '.r'. t,. 'l .rr ¡.'r'.¡ttrftf 'r'rE?i'rtir ..¡1;t t t.,* Att CJe.. I a F.uf.¡.,.e

Éi*t .:,',lr..i l.¡r¡l.i:,¡.. j .-'r. r.ii.1,.1.. , ¡¡ | ¡.,|.er.11...r I

Ír,* ::..i A.f.r"r/3o= f'uo fl'tfu ' (\Atrr:' -rrtur) 't

{1r ( ¡¡jD ) 5¿n f}.o = rrlr €- P, = \alt €,¿,¡,pc_:C}¡

c r,rlO¿ - rfl.,¡r = Cu¡ - Cc¡e

De doonrJe Au = P. Cn ( C.r, - Cu.) .t

Que penmite eEs,cl ihÍr la expr.eslon de la FotenciepaFa (z) alabers:

( ilh ) = Aue.\r - -t'C'n f (ÚCut - UCua)

Donde: zrTt*Cnr*l rept^esenta el caudal er donde f inalnrente:

.,rñhr= +O.(UCr, U(uz)E

Que* e=' la ecuacron de Ef,rLER estabreci da

an ter i ornren t.e¡.

i.i43

Page 269: Diseño de máquinas hidráulicas

3. 5. ? Sesundo Pletr¡do

Retomemos los talculos a Fartir de Ia relaclonsigu iente:

Au = A €.r. P- : (.Tav.r,D eoñ (3'o = f Tc*r.

*," punder entmncels calcular el rrr{Jrrrento nrotriz !

rA -- --. Au . r. - PTCI z. r.

Y rontrciendo que el caudal vaFia: e = ZlTv f. Crrr

se puede¡ escribir! Crrr*r = + c sustitugendo

'esta expre=ilon Eln la relaclon del memento motr i z:

\tM= * A. z'TÉ zTr

L..1 circrrl.rc'frrn dp..l l.r v¡:.1 rlr: i.cJad alrer-lede¡r der lms

alaL¡*.1+! vH.lr¡ l+r rli ft¡r'enr::i ¿r de ras r.:irclrleci.*nes a laen'Lr'ÉirrlEr U ür I a *¿¡ [ i dc:t r]lt* I ¿r rueda !

zTr =. T, TL

?4t+

Page 270: Diseño de máquinas hidráulicas

{lr'rt¡ I Tl = zlTr. Cur

f i: zrf ( Cs.a

( Nh r = +Q(uCu, gcu")

3" é- CflNSTRUCCICIN DE

fl=

3.ó.1 Ealculc¡ de la

Fricclcln dE la Rur--da.

{ ".(rcur - vcvz)

RIJEDA

Ruecla teniendo

(FI6L.|RA 138).

cuenta la

l a. fru e ,'¿'t ¿,=.. r1 ¡'ry- t¡g; l. ¡;1¡ cle I

4 o.(T' -T. lg\z

Dc¡n fll¡ir

f i na I men te *iF en cuern trr I a

t [: ] fit,Jt-tA t;t'7 i .

n¡ntTren {ic'r nlotOr ¡

ecuaclon de FIULER:

TY

245

Page 271: Diseño de máquinas hidráulicas

'-___JnCot

u¡l u, (n , url

. r 4FÉr

\-\

wi

Page 272: Diseño de máquinas hidráulicas

FIGTJRA 1313. Fr¡+rretes que EG? presentan en el alahe

Como lo herr¡crli, vistrt HF asini la el alabe a un

enrejado. Ds.r otra parte se trone¡ideran los esfueFzos

ejerci dosr trrrr una un i clacl de long i turjr els decir que

corl^esip0nden ;r una turhi.na parcial de a¡.r:hura

unitaria.

Se tesndÉa a*i:

LrtF' ConrP{Jnen't{3+i

aI at¡e *:on :l

P=1*l=!

del F, f' ., ::n quüp se ejercen, smbrcl

1\4"7

un

Page 273: Diseño de máquinas hidráulicas

As = Ce/4 *'t

Rg = c*e**. t

cc¡: tte€=#=Há

Sie descr:mpc¡ntr 'esta

iirec:cic¡nelt!

E."+fueren tangencial :

{Pera cÉrlculos del

rromento l'lotor )

Esfuerzo'Ax ial I

(Para calculos del

esfuerzo gobr.e eI

pi votc+ ) ,

Dc¡nrje J;,,

t Af ¡ r =

O melJ or' ;

e r: F,Y- e::i L orl r::J++ | ;'r

:;coe *\^/:' lu

Perperrdi cu Lar a

PcaPálelc¡ a ( \Al ¡A ).

- -P=Ag+

resultanter siguíendo ?

il|(Wo l.

Re9r

( Nh | = zq €ia (P-- eÉ)Ü

Y cürriü¡ Rg '.. AH"te"(Éte

en funcfc¡n rJe Ag c de Rg!

Pu = z es."[rs,i -r,)*eJ

= ¿ P€ s.. ( p-- €g)

Pn = = PC eos (f- €g).

pc¡'tenc i.a 3

la¡(,/3-- €qrc"s e{

?/+Fl

Page 274: Diseño de máquinas hidráulicas

fi.lrt Lr:r, il..€rr'lj¡ ! { Nh t .:'; ?-'\$(scnrá o - l"' €g c-' p)tl

"fr.,tlt!il f $r'ln+;mr.¡r':, r:'l parent+:rs.ii s tJ+¡ t eg{.:a expr.esldn:

q,-,/3 --Tanێ C*lg- :

De donde J.a ertpilrs,slor¡ de+ la pr.esf o¡r de una turbi na

F¡.¡r'ci¿+l de d.nr':Jrc¡ un j tay.in t 1) queda:

( Nh , =z.c"d ja)Llt WPara una poternc i a

mflgn i tude.s de los

aquel los del pe¡rf i l

Calculemos ahora eI

la caida netar s;e

H(R) Fepresentativa

clada 'esta relaclr¡n I iga las

di¿rsrarras l^l{16 ), U g ( lb ) a

Casr lr ( ۇ t.

rendirriento de la rueda. Si H es

Fuede def inir adeil¡as de una caida

de la enerüia'util en la rueda¡

) - (=. * +

€-tfu-tcáse(

e

Hg= (e, +

Y tamblen:

++ +dr

En la re*rlidaclr

ener9ia He esi

FIR=H-E*k"_, -LH.G_g

a Llctuflt de las F¡err.di da+r áolo

utilii,:able:

Ia

ciR

U¡lnrilhd lutonomo dc flttlh¡?45

Page 275: Diseño de máquinas hidráulicas

Flt n= HR \ho

t Af ¡r = Úo. H. r< =

Dar dnnrje !

Con:

Soort" \n*

(Q

(Q

R

R.

)

)

Tf Dl Crn

e.t. wé .

='?.t.Cwr

É,ra fo

Finalmente:

Donde la

tln@del rendimiento:

( t{.hd =

expreslon

ñhr \\rcr = E .'1.. r¡l.o *n 4-H c

{\hR) = ffi=L.c"g tr

Or si.endo ñras r:irFl j.cit:m$¡ Ca t (

t )

n¡lh-

Y'u rr -ZBtlc. '

- i.r eC¡T., po-

6¡6 LÉtza-r eC tlsue' '

?5 14

\roh(r-tr.re 1

'*'

Page 276: Diseño de máquinas hidráulicas

E=lt' ¡, t' { | ,i., ¡' l

a-:¿ll"dr{:'1f:i:', i H i

[Ir*|:n ,;:¡..,'¡.,, I

fJ t'r '1.: Ln ri r., r'

y'r.'¡¡rli.nr i.g:rt l .'

I f r..il 1..rlttlHf¡+r.J (

¡:rr.'r'i' i. ! , Ce g

.¡fa.1l r.1..r. !:.:fil:t*g¡r. un

"il;'i rl.r'i{'t? a.}

: I kl ii r'1.. r I h..t "

(¡o ) g

c 'l f^¡

FHt^f i I

r:--aJ ,.' '....

' il I

i-.

iJ cl

tJg:r I

:.'i 'il

' r,, | ;.'r¡'l .

l. +q;

Q'.FA7:rá

e.t

'-. i rl.- ¡- ¡" Í

fir*l F¡tt ÉI rfil .+ l i 1i

tf'tr.{.tt'i r.lr.r [ fi.i:. : "

'\h.t =

f.lr.r'¡.: r.l'f'rtrJ rr,rrl.' E¡'l "'...f tfr:[entn a pAr.t f f

r:r r t.+ t;.* tf;(.r,ii' r?+-i l. f.t r r*lt rJ i rl i el¡ t O bA !i O

ñt .

11+i,

la

ñh + ñrn L+b..Nh

\' 'eEte eÉ f lacil de calcular. En efrrcto¡ { {r¿ )

representa las Éerdiclas+ For ro¡:anrierrtos que poderros

deternrinar á pnrtir det rozanriento del perf i l. E

ef ecto Éie t i c+rrtil:

t tlt,.r = /.q.C-"Éa \r. = = ít€ so n €g co3f¿.o'U ,

En tnn r:€..+:g :

obtiene ufia nuev;r exFreslon

,\hc =

Sinrplificandola

rendirr¡rentc:

?5r

de

Page 277: Diseño de máquinas hidráulicas

\A16 \)z$ Hc.

Igualandn la:i

oht i rne :

Se l:r a i:,,r

mer :i cl i EiIr.:iEi

L

a . C-S = I

Relaclc¡ir f.+n la cu¿rl q:;q* puerde FÉÉ-¡lrrpIclEáÍ. t Hq) pclr H

sin cometer un ert^or apreciat¡Iei ln que pemrrite

escribir:

ü,f(al.,r. | . C-.g = 1tEcueclon qu* per¡¡ite determinar I Cb;., cuando la=\otras mágnituderr:; smn rlefinidas.

Estat3 rc]fi.: r {J+,?rac:i nn¡rs ilc''qi v+tr is Fr+r'nrÍ tir rje.tnrlrinar

el ,ll.'rh¡+.,

J,á";l I')*,1:e+r-i::tit.rr:j.$n rJel ,+la[¡e d*r l;r *:ur]¡jn.r

3.. á.;l- t Tr.¿r;*¿rcjc.r del Lalrtrl dr: l,n y.eld

dor¡ relacioner' de t \h*t enmePcadas se

csnal T 1*r rerJ C I as progeccirJn€¡€

La.-'. ¿+y'istas de erntr.+.rda g de saI ida,

ti'l

cl*.+

35;i

Page 278: Diseño de máquinas hidráulicas

3.6. ?" ? ni,*gr.;*nrer rJt+ VerI nci dacle.rril .

Los diagranra:+ de l¿rs velocidatles sin trazados para

cada una de laei turbi.nas pai^cialeFr set deterrrina

ger¡ilretricam;.lnte e1 '¡alor de t'G-l g Ee lel r¡íde el

'angu l,n I A4 ) corre¡sponrlientc'.(

3.6. ?,3 Rendi.mi.r*'ntr:l de 1a Ruerja

En la deter^n¡inaclon de loe di¿rgrarnas hemos admi ti rjo

un renrli miento h i. drAr¡ L i. r::- ' r\ 'cr ( I\h ) . Es" rrecesar io

evaluar el re+nclim:ir+nto d,P la ru*rjai

{\hE) } (\h)

Una vea (f\hR) l=e f i.ji.r r EÉ puecje calcular:

,¡{e.n-} = t-t Ri thR)

r Fl.n) = H,, rlh){HR'=r+.ft

3. á";i" /' l)d*t'trr'rri.n,ai..: lmn rJs* L,r f' j'irlr'"q n eEitreltee rlelp*:rfil

L¿t f ir,lr..,r rjr+J F¡erf i.l eg,{:+ rjad¿i Fr_}r' .la rt+laclr:n¡

;-rt3

Page 279: Diseño de máquinas hidráulicas

.fln.'=I-#,De donde'i

tL

*tó u

trrrrQr = (l - \h*) t s^t /3o

3. á. ?.5 De'hE,rminaclon rje la F'.. , :... de¡ Sustentaclr.¡n

,C.ag) c.le-,l F++rf iI.

La relar:loil ;i't' "., ':enter es;tabl *rc j. da anteriormenter

r?-,.^r¡i.te eI É"rlculo rje la fuet^:¡la de sustentaclon,

t Cait =+T

3. ó. t. Cr Eler:clon cJerI perf i I

se trata ahmra de clr;lter-¡ni n"ar el p*rf i I r que I lene lasconclicir¡nes fturrericas i.nrFuegtas rhas arriba.

Se eÉ!f-:(:¡Ele E*n la I ir-=ta rje pelrf.i les ac{uel los que

aFi'tre:rf:an rrifii+-.¡ or adnptad$s ;rl cÉrso pfirt i r:u lar.

Luegcl ,-i(:! ve"t':i ,n.i c¡r cltte :-:r.¡ f'uer-i:a cle sustentaclt:n g Éu

esbs.+1[*-'r ( f iilru'a] sean l..r+¡ que se calcular-cln en B. 6.?..4

c 3,á,?"5.

Para t*L ui¡jpt i vr-'l nrFif ef p.lr't:r.l"rn la+ operáciones

?ril}

Page 280: Diseño de máquinas hidráulicas

:i i gu i err¡ tel:i !

[)t+tÉ.il^¡fri!.ln r.. I, rt.

'l;¡lr; r, t;.' r"- l ;

t' .

- il .i r-.t.1 !,. f :.';

':t*r {

Det'e+rn, j n"...:: I

. iT6^l 6É "

oFelr a ü :i c¡rr e:+ U

n'nd i f i ca c i. c¡n e:+ cle

a I .:¡'h*r r r:ám!.¡ i ÉEi de¡

va I o¡^mn ¡.deru*:rclog.

ilr'r {l;:t ircrt!¡1t l¡r'l'+}n?u Lcr dn inci dencia,

I 'i 1 '1' t.lfr, t:'il i ;1.i-J i.l f.líl

' t'1. 1 i {. ¡ I - . - I -

i ¡ r I '.r.' ,¡¡ ¡in rr1.¡111.¡i.¡¡.[i ;¡f:lOn

' ll,¡..

{.lir I. ;, r:,' "

h q' .1. 'l s¡ ;: { f i nu r' ;r }

,!r'.r1¡r.t1;.[ {;,¡J == CO$ TOrl É€ .

l.it

{.1¡'tt

En I ¿r Fl4it{:': l: I ca rgrsíu I t an d¡rn¡at::;i.¿rrjc¡

e!í i gr.Tn rnilÉhag

L¿r fiuFVátr.lra g

Fe+rfilr+s U ar*i

Iargas Las

cclnveccicJneg3!

el GlsFesi'or rj¿'l

hasta obtener

3., d;, í:".7 '[r a:"r,lc¡ rji¡l alaher

c$n hclrsi'€ Éfi r.¡ci'l:as clFerHctüfiErs¡ rr* otrtienen una serier

dE? c:i.l :i.ndrclli:i flclrr-etFOncl i ente*; a cacJa unc¡ de losf i lets"rrn de+ .[.",*-i tlrrbinas parciales. Se de¡be por lotantor a part ir de 'esto.j pet^f i lesr nbtener una

Euperficie t^clgul¿ilr, C {:ctn'este obJetivor EEt despla¡a

lag Ee{:cione-." las un¡¡s en relacton con las otrasrhrls t,iir tlu€? Las ar. istas g las I ineas de nivel del alahe

Presenten un.a *6.r.;lul.sir-irJacJ s¡uficiente. (si Éls

ne{::e$i.i;.:'i L? v{. r'' lc]s- de't¿,rl I esi rjarjoli' en eI cápi tu lo cle¡t

'7Ei li

Page 281: Diseño de máquinas hidráulicas

traze clel aLabe en un rodete Franci=).

3. é. ?. B taLcr.¡lns de es+f ueru trE

Las cnnsi c.ls+r'aci ones tÉmr i cas anter iores -.ii¡..^[rri ten

ds-'terminar la. fuer¡as que fr,-': .!:',n sobre cada una de

las Palas r.l alalles- -'-r. ¡rrfecta, pA¡^A cada porClOn

r-'!¡:"l i'!.nhe cc¡y'rF,lFponde una turhina parcial de anchural.'.'\ tenernoe i

Camponente Axial cle Pg.

(,pu = ==g- . z- gH t ccg wt- b?g

Componente periferica de pe.

pn =+¿eH t cs( r.¡tl b G"^(p-- E€)c-oÉ eq|

a*:i ver i f i c+r qtrr I ns ei.¡fr¡Brcoril en cacla

$fl hrGl¡rscipi,¡1'¡ I r:;:, v"1'l.irr.¡i'ri .rrlnr i si i h1E:g.

par Le $u¡rrdltckl las FreF*iütlE+E axiales E5E?

l. * Frretsil on f¡ i clr.Au I i ca tr: La I r sobre tsl

Se puerje

snrcc I r.rn no

De otr*e

rJe+term i n¿+

pi vote.

3.á-?,cJ tJer'i.f:ir::aclc"¡n d.:. l¿r seguFícl;¡rJ de la cavitaclon,

?trA

Page 282: Diseño de máquinas hidráulicas

i .r,.,:ri,r¡':r. l:.,1 ,!e

'r!' 1,..;.r, r. r,,:.1(I L,f

. .:t r, ;. FI- f.?!5 I ün

...i. ri¡... J. i. l.rhlr¡ictnr¡ de

l-it I "'Lrt.t J,ii*; r {,.,

P}'ri:lf;:1 ff¡ ¡ !¡.,

cFit¡.ca cl+

vapclt o de

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i lr{ .li.¡nrir.: .i +l

F,f'Éil!i 1clrr clLs

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I .ii."..¡,,. :,.

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-,.r:i ! rj ijcl {.t[rt.,

Lir:rl. rctdf!tÍ..]

y fi pt'r'l¡ "

l'.rrr'! ,', {'-rrTtf:r :¡€"1 pclti:i hle rE,fiLr.+

1..::.H f.{..¡..r1.r.}I1 quÉr Fy.LIVOCA en el

l:ri rlr't f.r:'r'lt"J inl .i entn¡ qUEa lri.r

r',¡:'{lti {:..}jr .;i+,r|.¡e c:tt t. daF qr.lE I.:r

ri:if-f Éfr"jt.l$*Iltr.a F.-¡n 1a ilc¡na cle

j'eF-l ÉiuFleF i clr' fl le tenglon r-?

P¿rra fi'fl.|culi'ri^ la-q Ft.Ír?si cnes; el rerclerJor cle un alatre¡ EGr

cmmi.enrá Flnl* arlnri.tir que s'u dis't¡ ibuclon es unifopnre

en Eada uná cle lag caFa=i del alahc¡. De Etra parte se

tiene la hiFotesiE quej La enerÉia del .Fluiclo es lamisrra rje un lacjo g del etro, en urr alabe.

TenelTrsri.; ¿'t*.i :

.z\AIe ir FI" .Altt

z

pufi'de tr:,riflr-eÍtfir' lfi Éuer.¿.r ::iühÍ.r* el aLaL¡e

f.Z.+P+ P

Z'

tfJl

Se

r:.¡Ei.z

POr la

Page 283: Diseño de máquinas hidráulicas

yn i dad rje envergadur.a rje ' esta.

A =(p-P'r)L.L = -t-t(*f"-r^¡A)

Fuerra que Í¡s iqualmente dacja pt:F!

6 = Cr¡l -f *ri r-.b2.

Donder igu.rlando estEs ?'rri! t. i.mas relaciones:

-2.(t.t")z = \^t;.CL+C.ag)

En r-t.-f I ic!,:i:j 'l.a distrit¡uclon cle las presiones nct eE

unifornre. Esto sG! tiene en cuenta introduciendo un

factor correctivo que nos pern¡itiFa calcular( ptr ¡i¡ imo ) r EiE! t iene entohces !

( P - Ptmtn. ) = l.<.(P- p") , donde K > I

Retorrando I as ercuaci clnes anter iores g ten iendo eln

' cuentar'É.!.r"tÉ r:gef :i ciente-' l{ se obt iene !

¡{ = P - T-orn¡n .L = ?=\i C.*r*-- {-})K' - zkt nÚt

9 - .Z .¡g = a.-"8 *¡r L.

?:ia

Page 284: Diseño de máquinas hidráulicas

Esto pernritE er.":Frelr5fip { rrl¡tlt*<r.

, .^r'rÍ*, = \iá tt * x-(-g)

E¡lFeirilrrr¡nt¿rln¡r+nl::er Ét¡ rje*i:elr.¡nina el factor Kr en forma.

gen{*r-a I ge i:r}rt: r ¡+ne:

Para Ca .i 1,,01 fi'= 1"3 ts 1.4

. Par¿r Ca F 1.8 K = 2.O a Z.?

Una ve¡ se conoce Kn es pclsible calcular la preslon' ilrinin¡a que actua sobre el alabe:

0p¿ + + v.Izt = Pttrr.¡n , L r{"twra\.L

Donde !

Pk¡r' ?z-u_:T*x|--ü.(L*.-'.'g)cuande p*ñrininro

" tPdeg t *t peligro de cavitaclon es

. descarhado. Si eI talculn lla puihinirro { (Q+,

sGr dehern hfil:er nrc¡cf if icacitrneg af in cle aumentar p"rnin.

g. evitar el darno de cavitaclon. Estas moclificacionespueden :¡er t

Uú¡¡irl¡d tutnnomo tft fkdamür

Qt¡f o r' '¡'' '

lCa$l

?"ig

Page 285: Diseño de máquinas hidráulicas

Disminuger¡do ,GE ) que eete dacja por la relaclon ;

'l

Cod = L :E \¡¡uttt

aurnt.sntando aÉ'i. p"ñrin inro.

Luego, Irirt-r iln{a turhi.na de dimens¡iones dadas ,esto

prclviene cl*:,irurrentar ( I ) g rJe disnrinuir ( t )r c

aÉi aumfpntrrr eL fir.¡merm de a.lahers (€r ],

( Pz.)Aumentando la presiofi a al salida de la rueda s;e

disminuge el peligro de cavitaclon.

Ccrmo t P¿ ) esta dado per la relaclon ¡

P¿ ?"-( !, ^ n r tc}- crt)---S$\zd \¡

Se ohs-,ervfl clr¡sr Gss fnci I proclucir este efecto¡disminu!,f Erncln I Z& l " F-Eto r'*rsil¡ I. ta rje colocar larueda mltlJ cert:.:r clel ni r¡r+l inf r:r-rc¡t. i:Je sal icla¡ o coftñ

se hace cr:¡r-riei.ntemelnttl: Fnr dr"'baju del nivel citado t={ Et ).

3. é,3 De¡'l:al leg:; cmrr:.itrur::tlvos

3. á.3. I La r.uFrda ftel i ce-

Page 286: Diseño de máquinas hidráulicas

[..4 rur*da F¡LlfId# :i€1. f urirli cla .ie i.,: , ,r g pi*:lea cmrrto laqr

ruscJa*i Fraf¡fi: :i.,',i" Eirf ri:r i ',:-rr.¡r,11 t*'trgt,r nG di f ierr* cte La

Ot¡ '. ". I, :::il.ir.¡ Frtip Ia Auge+nc i a CJe unA CO¡^$na

, :ler.ic¿r,.

La¡:. un i. clacli-'s:. ¡:rt:'16¡¡¡[ss estan fie*ctr.rsr Bñ g61nepal cle

fueCJag CClur¡;rr6¡t;f.1+r, rJe *nIah+ts CclneCtadOS Al CUb¡3

cerrtral r ;* t nuaL ÉF f'í"j an Flc¡t^ merJin de ?astagos C

tuercás'. li:t,:'l:n cnr¡strur-c1on tierne la ventá'ja cle

permi t i r un{r I igera rrrodi f i caclnn de la pesi clon

angular der los alabes.

3.á.3.? RuÉda Kaplan

3,6.3. ? J"lecan ismr: de cornando

Este rrrelcan isr¡o que debe

de=de el monrento que la

encuentra uh¡i radcr rjentro

los alabes

f'uncionar constantementer

turbina esta en marchar se

del cubo hueco de la rueda.

de

Las palas o ¿rl¿qhre+s tienen en su parte inferior unc¡E

gol^l^BnÉÉi que s;e incrustran en el cubor los cojinetesabsorven lo.i; dif eren'teg; e:sfuerzos a los cuales son

someticles lrr:; alahes' u susi ejes. Estos gopt^c¡nes

esitan uni clcr:+ a p*rlanr:*rsr .:u!Jori mr:rüimientos eistan

comandadne Fnr un travesann¡ pop rnerjio de bielas,

El travesfirrm va mclntacjcr en el e>ltrelmo de una barr.a

?¡a I

Page 287: Diseño de máquinas hidráulicas

que ñtraviei:a el'+rbnl cle Ia turt¡ina a la largo U qu€r

ti-ansmi te lnE; e+lf'rrr+rnos rlel Her.voflrntor der rodete.

Este'uItin¡o es?:a con:¡tÍtuiclcr pcrl^ un citindror donrje

el ace:ite qile sie encup.rntr-"r ba'jo pr.eslon detern¡ina eI

clespla¡amiento de un piston sol idar.io a la berrar rje

un lado a otro de los alabesr por intermedio clel

rre,can ismo derscr. i to,

tc¡cJoe esto¡¡

esfuerzes,

controlada.

Et conjunto eg b¡rnado en aceiter

la= superf icies fr iccicnantr*s.

i¡npiden fa entraaa de agua o loe

el ci I indro.

Deter¡ninaclc¡n

el Distribuirior

elementoE; estan sometidos a grandes

La resiistencia dep cada pieza debe sElt^

de

c

el que lubrica todas

Las uniones selladas

egcepels de aceite en

las Levas que hacen la Unlon entre

Ia Rueda.

Para que la turbina Kaptan funciorrs. ri.i, las mejores

condiciones posi.blesr es ñE;i-rl =s1Fio que las compuertas

del rodete c .-. I i.i :-'*:^ibuidor esten constanterrentr

or ier¡taclas r '!na=; +:n re'laclr:n cc.ll.l Las otrasr de una

'f urma hisrn deternrinada. con 'este ob.jetivo losalabes del rc¡derte* g rle+l distribuidor cleben estar.

I igarjos pffiI' r.,r'l rnerflnir¡n¡r: adec.r.larjn que l;oFnr.te una cl

Page 288: Diseño de máquinas hidráulicas

l3e Ftir.r"ir". r..ii:'t.pr'fiL f !¿ir. .ilr f c.lt-ttr,t cuiil'¡dc! se ctrnc]ce la

cit'tti+¡ir¡*'!.::ic.:;.:r liri..¡.,:i.:.ti:.tt'ilr-t r;ie ilnlc¡n C la posiclon

rritg.P+-"*{: tv¿¡ ith:, lnr; ;r.la[.¡r+:.. ]:r4:u.¡¿:t ,J.[ l'u-r.entes r-eÉinre¡neg.

L;:t Í'F..rlr.r::: tt..¡rt {trrix. I is,H l ;rt r:.r.rÍ:. ! r'.: ir:¡ngrs cle los alabe:i,l i:¡Fr

obtic+t.r:. rfis l;'' rir+ri.!:t del r:¡frel'#u-i{}¡r'.:.t si gttientes:

ser h¿rcr,- el iif n$+rgo rjer La ::urbina eil Fle-l i ce F¡loqueada g

se le 'hraza Far'il cacla una de la,¡ posiciones ( al ) de

los alabes de la ruerta una caracteÉistica de

rendin¡iento , rt:'lto)l H una cuFva de la abertura¡¡g=f{$) del rJistribuiclor en funclon del caudat.

de rendimiento f.inal es la envolventeLa curva

curvaS

ren d i mi ern tn.

) que rs

di sty. i bu i ckrr

rueda.

de las

a 'esteF¡or el imfnaclon dr¡l caudel se obtipne l¡

la leg que t iga .los mav.irrientes del

a lns movimientos, de los alabes de la

(?o=ft )t c (et =f(c)) que corresFonde

+La

Page 289: Diseño de máquinas hidráulicas

B IBLI C'GRAF I A

BOVETT 'l'h,¡ l",laclrinesi Hidraúllicasr Ecale

Pol i t+i+chnic{ue de Lausanne l?5?;

CARNAHAI'I¡ 4. r Appl ierj Numerical Hethodsr Flichigan

Eitater lg7lt.

HOVAI-EVr N.N" r Hidroturhines Desiign and Construction¡edit. Daniel Daveg and Co, r Neu¡ yorkr l?ó5.

STREETERT viito*r Handbook of Fluid Dina¡nicr l,lcGr,ar¡r

Híltr Neu¡ Yorkr l?ó1.

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