LABORATORIO N° 01 (Turbina Pelton)

8/17/2019 LABORATORIO N° 01 (Turbina Pelton)

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UNIVERSIDADNACIONALDE INGENIERÍA FACULTAD DE

INGENIERÍAMECÁNICA

UNILAB. INGENIERIA MECANICA II

(MN-463-B)INFORME DE LABORATORIO Nº 1


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INTRODUCCIONCuando hablamos sobre generación de energía eléctrica, casi siempre viene a nuestramente la imagen de una central hidroeléctrica. Y en efecto, sucede que en el Perútradicionalmente, y gracias a su geografía, este tipo de centrales de generación suelenser bien recibidas. asta hace algunos a!os la generación de estas centralesrepresentaba m"s de la mitad del total nacional. #ltimamente, debido al apogeo delgas y al subsidio de este por parte del gobierno, las centrales termoeléctricas est"nsuper"ndolos en potencia.

$in embargo, sabemos que el gas no es precisamente el recurso que m"s abunde ennuestro territorio y que la generación de electricidad de forma competitivaaprovechando las energías no convencionales est" todavía en perfeccionamiento, por lo que el estudio de las turbinas usadas en las centrales hidroeléctricas conforma parte

importante en nuestra formación como ingenieros mec"nicos y mec"nicoselectricistas. %l Perú principalmente emplea dos tipos de turbinas en sus centrales& lasPelton y las 'rancis. Cada una de ellas instaladas estratégicamente de forma queaprovechen al m"(imo las características geogr"ficas e hidrológicas del lugar endonde han sido instaladas.

Consecuentemente, en este primer laboratorio estudiaremos a las turbinas Pelton deforma pr"ctica. Podremos observar cómo se comporta dependiendo del caudal y de lacarga que alimente compar"ndolos siempre contra los valores nominales de la misma.)a importancia de reali*ar esta e(periencia el poder encontrar, con la ayuda de lasgr"ficas reali*adas a partir de la e(periencia, para que condiciones de operación estasturbinas opera con la m"(ima eficiencia, el cual es ob+etivo de todo ingeniero.


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OBJETIVOS

'amiliari*arnos con los elementos motrices, así como las m"quinas motrices ymovidas.

Conocimiento del funcionamiento de la turbina Pelton.

elacionar las magnitudes físicas que modelan a la turbina Pelton.

%mplear nuestros conocimientos teóricos de mec"nica de fluidos, cinem"tica y

termodin"mica, para entender me+or el comportamiento y las condiciones deoperación de la turbina Pelton.

-prender m"s sobre las turbo m"quinas hidr"ulicas.


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INDICEINTRODUCCION.............................................................................................. 2

OBJETIVOS......................................................................................................3INDICE............................................................................................................4

FUNDAMENTO TEÓRICO.................................................................................5

Defnición.................................................................................................5

Pa!e" #e $a !%&ina Pe$!'n.......................................................................(

C$a"ifcación !%&ina" Pe$!'n..................................................................)*

Caac!e+"!ica" ,+"ica" #e $a %e#a Pe$!'n...............................................))

F%nci'na-ien!'.....................................................................................)3

Se$ección #e $a !%&ina...........................................................................)4

). P'!encia #e$ a%a /0Pa1...................................................................)5

2. P'!encia #e$ '#e!e /0P1.................................................................)(

3. P'!encia a$ ,en' /B0P1....................................................................)(

4. Efciencia -ecnica / ηm 1.............................................................)

5. Efciencia i#%$ica / ηh 1.............................................................)

(. Efciencia !'!a$ / ηt 1......................................................................)

MATERIAES.................................................................................................)6

PROCEDIMIENTO..........................................................................................2*

DATOS..........................................................................................................2)

CACUOS.................................................................................................... 23

7RAFICOS.....................................................................................................32

CONCUSIONES............................................................................................44

OBSERVACIONES.......................................................................................... 45RECOMENDACIONES.....................................................................................4(

BIBIO7RAF8A...............................................................................................4

ANE9O..........................................................................................................4

CASIFICACIÓN DE AS TURBINAS 0IDR:UICAS...................................4

CRITERIOS PARA A SEECCIÓN DE TURBINAS 0IDR:UICAS................46

TURBINA PETON....................................................................................46

CARACTER8STICAS..................................................................................4;


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FUNDAMENTO TEÓRICO

Definición

na turbina Pelton es uno de los tipos m"s eficientes de turbina hidr"ulica. %s unaturbo m"quina motora, de flu+o trasversal, admisión parcial y de acción. Consiste enuna rueda /rodete o rotor0 dotada de cucharas en su periferia, las cuales est"nespecialmente reali*adas para convertir la energía de un chorro de agua que incidesobre las cucharas.

)as turbinas Pelton est"n dise!adas para e(plotar grandes saltos hidr"ulicos de ba+ocaudal. )as centrales hidroeléctricas dotadas de este tipo de turbina cuentan, lamayoría de las veces, con una larga tubería llamada galería de presión para trasportar al fluido desde grandes alturas, a veces de hasta m"s de doscientos metros. -l final de

la galería de presión se suministra el agua a la turbina por medio de una o variasv"lvulas de agu+a, también llamadas inyectores, los cuales tienen forma de tobera paraaumentar la velocidad del flu+o que incide sobre las cucharas.

'ig. 1 2urbina Pelton

Partes de la turbina Pelton

Inyector

%l inyector es una tobera dise!ada para reducir hasta los valores deseados el caudal,y con ello las pérdidas de carga en la conducción. )as pérdidas de carga se producenpor la fricción /ro*amiento0 del fluido con la superficie de la tubería de conducción

for*ada. )as pérdidas de carga dependen de la naturale*a de las paredes internas dedicha conducción, del caudal, de la sección y de la longitud de las mismas. - mayor


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caudal o menor sección /aumento de la velocidad del fluido0 aumentan las pérdidas decarga. - mayor longitud de la tubería mayor son dichas pérdidas. $i el caudal se hacecero la pérdida de carga desaparece.

'ig. 3 Partes de una turbina Pelton

%l inyector lleva en su interior una agu+a de regulación, que se despla*a entre dosposiciones límites& 4e caudal nulo y m"(imo. 5andada por un servomotor, medianteaceite a presión, esta agu+a ocupa en cada momento la posición correspondiente a lapotencia e(igida a la turbina.

Cuando disminuye la carga, hay que actuar sobre el caudal m"s r"pidamente de loque interesa a efectos del golpe de ariete. n cierre r"pido puede provocar unasituación desastrosa.

Para ello cada inyector lleva incorporado un deflector que intercepta el chorroinmediatamente parcial o totalmente, cerrando la agu+a m"s lentamente y así no crear el golpe de ariete.

Rodete

Consta de una rueda con cucharas alrededor, a las que podemos llamar también"labes sobre las que actúa el chorro inyector. %l tama!o y número de cucharasdependen de las características de la instalación y6o de la velocidad específica ns.Cuanto menor sea el caudal y mayor la altura del salto, menor ser" el di"metro delchorro. )as dimensiones de la cuchara vienen ligadas directamente por el di"metro delchorro.


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'ig. 7 8ngreso de chorro de agua al rodete

Cada ve* que va a entrar una cuchara en el campo de acción del chorro sufriría unrecha*o, por lo que a esta se le practica una mella de apro(imadamente un 19:mayor al di"metro del chorro. )a cuchara tiene forma elíptica dividida por una crestaafilada en dos partes simétrica. -l estar dividida en dos la componente a(ial de lafuer*a se contrarresta y de esta forma no sufren los co+inetes. )a longitud de lacuchara es de 3.1 veces el di"metro del chorro y la anchura de la cuchara es de 3.;

veces el mismo di"metro.

Álabe

%l "labe tiene la forma de doble cuchara, con una arista diametral sobre la que incideel agua produciéndose una desviación simétrica en dirección a(ial, buscando unequilibrio din"mico de la m"quina en esa dirección.


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'ig. < 'orma característica del "labe de una turbina Pelton

)as dimensiones del "labe son proporcionales al di"metro del chorro que impactasobre él= el chorro a su ve* est" en función del di"metro de la rueda y de la velocidad

específica. %l di"metro de chorro /do0 est" entre el ;: y el 13: del di"metro de larueda /4p0. %n la siguiente figura se muestra a detalle la forma del "labe y susvariables correspondientes.

'ig. ; 4imensionado y seccionado de un "labe

%l "ngulo >, ubicado entre las dos caras interiores del "labe es del orden de los 39?, loideal sería que fuera igual a 9?, pero, de ser así, debilitaría la arista media donde pegael chorro y transmite la energía.

%l "ngulo @, ubicado en la salida del "labe est" entre los A? y los 13?. $e debe de dar salida al agua con la propia forma del borde de fuga, a la cual ayudan las líneas deBthalegB.

)os "labes deben estar colocados lo m"s cerca posible a los inyectores, debido a quela distancia hace decrecer la energía cinética del agua.

Clasificación turbinas Pelton

)as turbinas Pelton se clasifican generalmente por la posición del e+e que mueven, por lo tanto e(isten dos clasificaciones& e+e hori*ontal y e+e vertical.4isposición hori*ontal

%n esta disposición solo se pueden instalar turbinas de uno o dos chorros comom"(imo, debido a la complicada instalación y mantenimiento de los inyectores. $in

embargo, en esta posición, la inspección de la rueda en general es m"s sencilla, por lo


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puedes estar fundidos con la misma rueda o unidos individualmente por medio debulones o pernos.

)a forma de fabricación m"s común es por separado "labes y rueda ya que facilita suconstrucción y mantenimiento. $e funden en una sola pie*a rueda y "labes cuando la

rueda tiene un gran velocidad específica, con este proceso de fabricación se logramayor rigide*, solide* uniformidad y monta+e r"pido.

'ig. A Pelton donde los "labes y la rueda est"n fundidos en una sola pie*a.

'ig. F 2urbina Pelton donde los "labes est"n unidos al rodete por medio de pernos .


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$e debe tener especial cuidado al escoger el material de fabricación adecuado en unaturbina Pelton= este material debe resistir la fatiga, la corrosión y la erosión= lafundición de grafito laminar y acero, resisten perfectamente estas condiciones cuandoson moderadas. Cuando las condiciones traba+o son m"s dr"sticas se recurre al aceroaleado con níquel, en el orden de 9.E a 1:, y con un 9.7: de molibdeno. )os aceros

con 17: de cromo y los aceros austenoferríticos /Cr 39, Gi A, 5o 70 presentan unaresistencia e(traordinaria a la cavitación y abrasión.

%l Gúmero de "labes suele ser de 1E a 3D por rueda, todo esto dependiendo de lavelocidad específica= Cuando se necesita una velocidad alta el número de "labes espeque!o debido a que a mayor velocidad específica, mayor caudal lo que e(ige "labesm"s grandes y con esto caben menos en cada rueda.

%(iste un formato para clasificar las turbinas P%)2HG&

P I J de ruedas

G I J de chorros

I e+e hori*ontal

K I e+e vertical

%L%5P)H$&

P1 G1 M IIII %+e hori*ontal, una turbina y un chorro

P1 G3 M IIII %+e hori*ontal, una turbina dos chorros

P3 G3 M IIII %+e hori*ontal, dos turbinas y dos chorros

P1 G< M K IIII %+e vertical, una turbina < chorros

P1 GD M K IIII %+e vertical, una turbina y D chorros

Funcionamiento

)a tobera o inyector lan*a directamente el chorro de agua contra la serie de paletas enforma de cuchara montadas alrededor del borde de una rueda, el doble de la distanciaentre el e+e de la rueda y el centro del chorro de agua se denomina di"metro Pelton. %lagua acciona sobre las cucharas intercambiando energía con la rueda en virtud de su

cambio de cantidad de movimiento, que es casi de 1A9?. Hbsérvese en la figura ane(aun corte de una pala en el di"metro Pelton= el chorro de agua impacta sobre la pala en

http://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cantidad_de_movimientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cantidad_de_movimiento


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el medio, es dividido en dos, los cuales salen de la pala en sentido casi opuesto al queentraron, pero +am"s puede salir el chorro de agua en dirección de 1A9? ya que sifuese así el chorro golpearía a la pala sucesiva y habría un efecto frenante. )a secciónde entrada del fluido a la cuchara se denomina 1, así como 3 a la sección de salida.

'igura 19. Proyección cilíndrica en el di"metro Pelton de una cuchara

%l estudio analítico de la interacción aguaMpala puede ser sumamente complicadodebido al despla*amiento relativo entre la pala y el chorro de agua. Por otro lado sesimplifica el estudio de las turbinas Pelton a la sección cilíndrica del di"metro 'aubert.

-sí la energía convertida por unidad de masa de agua est" dada por la ley de %uler delas turbom"quinas&

) I u1cu1 N u3cu3

4onde&

• ) es la energía específica convertida.

• u1 y u3 es la velocidad tangencial de la cuchara en los puntos donde el agua

llega y sale de la misma respectivamente.• cu1 y cu3 son, respectivamente, las proyecciones de la velocidad absoluta del

fluido sobre la velocidad tangencial de la cuchara en los puntos de llegada ysalida de la misma.

Como la velocidad tangencial de rotación de la rueda Pelton es la misma en todos lospuntos del di"metro Pelton /recuérdese la fórmula de la velocidad angular u I Or0 lasvelocidades u1 y u3 son iguales. %ntonces la fórmula de %uler se puede simplificar&

) I u/cu1 N cu30

)a turbina Pelton es un tipo de turbina de impulso, y es la m"s eficiente enaplicaciones donde se cuenta con un gran desnivel de agua.

http://es.wikipedia.org/wiki/Eulerhttp://es.wikipedia.org/wiki/Euler


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4ado que el agua no es un fluido compresible, casi toda la energía disponible see(trae en la primera etapa de la turbina. Por lo tanto, la turbina Pelton tiene una solarueda, al contrario que las turbinas que operan con fluidos compresibles.

Selección de la turbina

4e acuerdo al esquema antes mostrado de una micro central, la potencia generada se

obtiene de las siguientes formulas&

P E= P . ηTR . ηG ....................................… … … .(1.1)

P= ρgQHη

K =

P E

ηTR . ηG=

QHη

102… … … … … … … ..… … … .(1.2)

ηGR=η .ηTR .η G …………………………………………… ..(1.3)

4onde&

P% %s la potencia en los bornes del generador,

P es la potencia al e+e de la turbina,

Q es el caudal de la turbina en m3/s

es el salto neto en metros

R es la densidad del agua, 1999 kg /m3

η eficiencia de la turbina, adimensional

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fluido


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ηTR es la eficiencia de la transmisión, adimensional

ηG eficiencia del generador, adimensional

ηGR es la eficiencia del grupo de generación, adimensional

es una constante, donde es 1999 S6

g es la gravedad

%n relación a la determinación del salto neto, se puede proceder del siguiente modo&

2urbinas de reacción& H = H B – Δ H T

2urbinas de acción& H = H B− Δ H T – H m

4onde&

H B es el salto bruto, metros

Δ H T es la altura de pérdidas en la tubería de presión, en metros

H m es la altura de monta+e de la turbina en metros.

%n caso de que la turbina no accione un generador eléctrico, sino otra m"quina

operadora, como una bomba, un molino, etc., se deber" conocer la eficiencia, potencia

y otros datos de dicha m"quina, utili*"ndose las mismas formulas anteriores.

1. Potencia del aua !"Pa#

%s aquella suministrada por el agua, debido a una caída desde una alturadeterminada, hacia la turbina, se calcula mediante la siguiente e(presión&

HPa=γ . Q . H u

4onde&

γ : Peso Especifico γ =1000 N /m3


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Q :au!a"

H u: #"tu$a%ti"

$. Potencia del rodete !"Pr#

%s la potencia que el rodete aprovecha de la potencia del agua y a la ve*

transmitida hacia el e+e. %s calculada mediante la siguiente e(presión&

HP$=Q . ρ . u . ( 1−u) .(1+k .cos ( '2))

4onde&

1= ! .√ 2. g . H u

u=2.(.RP)

60

!: co*sta*te !e cau!a"(ap$o+ima!o a1)

'2:a*gu"o !e!ise, o(ap$o+ima!oa0o180 - e*tu$i*asPe"to*)

/ :!iamet$o !e" pu*to !eata0ue !e cho$$o a"e1e

:!e*si!a! !e" f"ui!o

u :2e"oci!a! ta*ge*cia"

1:2e"oci!a! !e" cho$$o

k :o*sta*te !e!ise , o !ea"aes

N : RP)

%. Potencia al freno !&"P#

%s aquel producido por el e+e debido a la cedida por el rodete. $e calcula por&


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BHP=T .3

4onde&

T = 4 . R

4 : 4ue$5a!e f$icci 6 *

3 :7e"oci!a! a*gu"a$

R : Ra!io !e" 2o"a*te

R=6 8 8 =0.1524m

'. (ficiencia mec)nica ! ηm #

%s la que se produce debido a las pérdidas mec"nicas entre el rotor y el e+e de la

turbina ocasionada por fricción en los co+inetes y otros elementos. Kiene dado por&

ηm=

BHP

HP$

*. (ficiencia +idr)ulica ! ηh #

%s la que se produce debido a las perdidas hidr"ulicas entre el chorro de agua

y el rotor ocasionadas por la fricción en los "labes. Kiene dada por&

ηh= HP$

HPa

,. (ficiencia total ! ηt #

%s la eficiencia de toda la turbom"quina, dada por&

ηt =BHP

HPa


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MATERIAES

-urbina Pelton

-acómetro diital


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Dinamómetro

Rela


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PROCEDIMIENTO

Conocimiento de la instalación /esquema y físico0

Hrgani*ación del equipo de traba+o. 4esignación de tareas del Trupo.

Kariables y constantes a medir. Calibración de instrumentos. Puesta en servicio del equipo. eali*ar el con+unto de mediciones. 4etención y normali*ación del equipo. -n"lisis y conclusiones de la e(periencia reali*ada para la

obtención de los ob+etivos establecidos anteriormente.


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DATOS1. Para I39 m en altura de 3H

-. %n el vacío

Pe"ión/


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3. Para I3; m en altura de 3H -. %n el vacío

Pe"ión/


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U. Con focos

FOCOS RPM

TACOMETRO F />1 * /c-1

) )3** )223 4.; )5.5

2 )2(* )2*6 5.( )5.5

3 )2)* ))2 (.) )5.5

4 )2** ))44 (.( )5.5

5 ));* ))3) )5.5

( )2** )))( . )5.5

CACUOS

1. Para I39 m en altura de 3H -. %n el vacío

• Potencia hidr"ulica /Pa0

PHa=γQH 9Q=1.416h5/2

4ónde&

s2

1000 Kg /m3 +9.81m /¿γ : pesoespefico¿

Q : cau!a" (m3/s)

H : a"tu$a uti"!e "a oma(m)

h :a"tu$ae*e" "i*mimet$o (m)

Para H =20m y h=16.2cm

PHa=9810 + 1.416 +(0.162)5 /2 +20

PHa=2934.606:atts

P0a/?1 @ />-2"21 /-3"1 0 /-1


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2;34.(*( ;6)*.*** *.*)5 2*.***

• Potencia del rodete /Pr0 HP$=Qρ7t (7ch−7t )(1+k 1 + cosB2)

7ch=!√ 2 + g + H ;7t =: +$ 9 :=2 (N

60

4ónde& ρ :!e*si!a! ( Kg /m3)

7t :2e"oci!a! ta*ge*cia" (m/s)

7ch: 2e"oci!a! !e" cho$$o(m /s)

k 1:co*sta*te !e !ise,o !e a"aes

g :g$a2e!a! (m /s2)

$ :$a!io !e "a tu$i*a pe"to*

N : $e2o"ucio*es po$ mi*uto( RP) )

!=0.98 ; k 1=0.9 ; B2=10<

; $=14.446 cm;

%ntonces para H =20m y N =1090 RP) &

:=2( +1090

60=114.145$a! /s

7t =114.145 +0.144=16.49m/s

7ch=0.98√ 2 + 9.81 +20=19.413m / s

HP$=1.416 + (0.162)5/2 + 1000 + 16.49(19.413−16.49)(1+0.9 +cos 10-31


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)3(*.*42 )4.44( ))4.)45 )(.4;* *.*)5 );.4)3 )***

• Potencia al e+e /UP0

BHP=T + : 9 T = 4 + R 9 4 =f + 9.81

4ónde& R :$a!io e*t$ee1es(7.7 cm)

T : to$0ue ( Nm)

4 :ca$ga( N )

f :ca$ga( Kg)

%ntonces para H =20m y N =1090 RP) &

4 =2.8 +9.81=27.468 N

T =27.468 +0.077=2.115 Nm

BHP=2.115 + 114.145=241.420 :atts

B0P/?1

T/N-1 F /N1 R /-1

?/a#"1

24).42* 2.))5

2.4(6 *.*

))4.)45

• %ficiencia Vmec"nica /nn0, hidr"ulica /nh0 y total /nt0W

%ficiencia mec"nica /nn0&

**= BHP

HP$

**= 241.420

1360.042=0.198

%ficiencia hidr"ulica /nh0&


25/52

*h= HP$

PHa

*h=1360.042

2934.606=0.463

%ficiencia total /nt0&

*t =BHP

PHa

*t = 241.420

2934.606=0.092

n! n nn

*.*;2

*.4(3

*.);6

U. Con focos• Potencia del rodete /Pr0

0P /?1 /c-1 ?/a#"1 V! /-"1

/-3"1

Vc/-"

1

/>-31

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)46;.;*6 )4.44( ))).3( )(.)4) *.*)5 );.4)3 )***

)*4.2

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)64*.*3* )4.44( )*4.4(6 )5.*;2 *.*)5 );.4)3 )***



26/52

B0P/?1

T/N-1 F /N1 R /-1

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4*.22) *.*

))).3(

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27/52

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*.()4

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*.)46

*.(2

*.23(

3. Para I3; m en altura de 3H -. %n el vacío

• Potencia hidr"ulica /Pa0

P0a/?1

@/>-2"21

/-3"1 0 /-1

3445.;;6 ;6)*.*** *.*)4 25.***

• Potencia del rodete /Pr0

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V!/-"1

/-3"1

Vc/-"1

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B0P/?1 T /N-1 F /N1 R /-1

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28/52

n! n nn

*.*6

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*.)6

U. Con focos• Potencia del rodete /Pr0

0P /?1 /c-1 ?/a#"1 V! /-"1

/-3"1 Vc /-"1

/>-31

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B0P/?1 T /N-1 F /N1 R /-1

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7. Para I79 m en altura de 3H -. %n el vacío• Potencia hidr"ulica /Pa0

P0a /?1

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/-3"1 0 /-1

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3*.***

• Potencia del rodete /Pr0

0P /?1 /c-1 ?/a#"1

V!/-

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Vc />


30/52


31/52


32/52

7RAFICOS

1. Para I39 m en altura de 3Ha. P%$8HG -) %L% vs P5


33/52

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32*.***

34*.***

3(*.***

36*.***

4**.***

42*.***

44*.***

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TACOMETRO (R*M)

*OTENCIA AL FRENO (+)

b. P%$8HG 4%) H4%2% vs P5


34/52

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TACOMETRO (R*M)

*OTENCIA AL RODETE (+)

c. 2-CC8HG vs P5


35/52

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3.***

3.5**

4.***

4.5**

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TACOMETRO (R*M)

TOR,UE (N)

d. %'8C8%GC8-$ vs P5


36/52

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*.2**

*.3**

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EFICINCIA MECANICA

EFICIENCIA 0IDRAUICA

EFICIENCIA TOTA

TACOMETRO (R*M)

EFICIENCIA

3. Para I3; m en altura de 3H

a. P%$8HG -) %L% vs P5


37/52

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4**.***

45*.***

5**.***

55*.***

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TACOMETRO (R*M)


b. P%$8HG 4%) H4%2% vs P5


38/52

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);**.***

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23**.***

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TACOMETRO (R*M)

*OTENCIA DEL RODETE (+)

c. 2-CC8HG vs P5


39/52

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3.5**

4.***

4.5**

5.***

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TACOMETRO (R*M)

TOR,UE (N)

d. %'8C8%GC8-$ vs P5


40/52

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*.**

*.6**

EFICIENCIA MECANICA


EFICIENCIA TOTA

TACOMETRO (R*M)

EFICIENCIA

7. Para I79 m en altura de 3Ha. P%$8HG -) %L% vs P5


41/52

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5**.***

55*.***

(**.***

(5*.***

**.***

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TACOMETRO (R*M)


b. P%$8HG 4%) H4%2% vs P5


42/52

))** ))2* ))4* ))(* ))6* )2** )22* )24*22**.***

23**.***

24**.***

25**.***

2(**.***

2**.***

26**.***

2;**.***

3***.***

f(x) - !.!1x"# % '.!'x % !R 1

TACOMETRO (R*M)

*OTENCIA AL RODETE (+)

c. 2-CC8HG vs P5


43/52

))** ))2* ))4* ))(* ))6* )2** )22* )24*3.***

3.5**

4.***

4.5**

5.***

5.5**

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TACOMETRO (R*M)

TOR,UE (N)

d. %'8C8%GC8-$ vs P5


44/52

))** ))5* )2** )25**.***

*.)**

*.2**

*.3**

*.4**

*.5**

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*.**

*.6**

EFICIENCIA MECANICA


EFICIENCIA TOTA

TACOMETRO (R*M)

EFICIENCIA


45/52

CONCUSIONES

)as gr"ficas tanto de potencia como de eficiencia en teoría tienen una

tendencia parabólica hacia aba+o. Guestras gr"ficas presentan la parte de

caída de las curvas teóricas.

$e aprecia que la eficiencia disminuye al incremento de la velocidad /rpm0 y

disminución de la carga.

$e aprecia que la eficiencia aumenta al incremento de altura de caída.

)a eficiencia aumenta al incremento de caudal al igual que las potencias.

%l torque aumenta al incremento de carga y disminución la velocidad /rpm0.

• )as gr"ficas tanto de potencia como de eficiencia en teoría tienen

una tendencia parabólica hacia aba+o. Guestras gr"ficas presentan la parte

de caída de las curvas teóricas.

)a eficiencia total m"(ima de la 2urbina Pelton para los datos tomados va en

aumento conforme aumentamos al altura y se mantiene en un rango

aceptable, peo la eficiencia mec"nica vemos que sobrepasa el 199:, lo cual

indicaría una falla en la toma de datos o c"lculos.


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OBSERVACIONES

$e observó que dinamómetro tiene que estar alineado para tomar los

valores de fuer*a en forma correcta.

$e presentaron problemas en el desarrollo las pruebas al ocurrir una falla en

los rodamientos de la bomba por lo cual se tuvo que reali*ar nuevamente al

e(periencia.

Gótese que en las pruebas al aumentar la presión el caudal callo

ligeramente por lo que las comparaciones a caudal constante reali*adas

presentan un error, sin embargo hemos asumido que esta caída es

despreciable con fines did"cticos para lograr el an"lisis a caudal cantante.

$e observó que el banco de pruebas de la 2urbina Pelton solo se puede

utili*ar para cierto rango de potencias, ya que, para valores fuera de esterango los valores obtenidos presentan mucho error.

)a turbina Pelton se encuentra en un estado aceptable de utili*ación, a

diferencia de varios equipos de laboratorio, claro que su uso es puramente

académico.

%l dinamómetro tiene que estar alineado para tomar los valores de fuer*a en

forma correcta.

• Gótese que en alguna de las gr"ficas el coeficiente de correlación es ba+o,

esto es debido a que las P5 son demasiado altas comparado con las P5

nominales creando sobre carga en el generador y la turbina, lo que conlleva

a una generación de error notable.


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RECOMENDACIONES

$e recomienda una mayor toma de datos para evaluar me+or la variación de

la potencia con respecto a la velocidad de giro de la turbina.

$e recomienda la calibración del manómetro a la entrada de la turbina, con

la finalidad de tomar datos m"s e(actos.

$e recomienda esperar unos minutos antes de la toma de datos para de+ar

que el sistema se estabilice.

$e recomienda el uso adecuado de un tacómetro digital para la toma de

datos con el fin de tomar datos m"s e(actos.

$e recomienda tomar m"s datos con valores de carga m"s altos /m"s

focos0 para que el tramo ascendente de la tendencia parabólica se pueda

apreciar. -dem"s de la tendencia parabólica, se evitan las sobrecargas y

vibraciones que evitan tomar una buena medición en el dinamómetro.


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BIBIO7RAF8A

• 5atai( Claudio. V2urbom"quinas idr"ulicasW


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De reacción: Si $a !%&ina a


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C/R/C-(R6S-IC/S

a a$i-en!ación "e e,ec!Ha a !aL" #e $a" !'&ea" %e !an",'-an $a

ene+a e"!!ica #e$ a%a en #in-ica. E$ %i#' "a$e en ,'-a #e c'' $i&e

#e $a" !'&ea" $a" c%a$e" enc%en!an c'$'ca#a a$ fna$ #e $a !%&e+a #e


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'ig. 1


52/52

Documents

LABORATORIO N° 01 (Turbina Pelton)