HOJA DE PROCESO

LABORATORIO # 1

FUNDACION UNIVERSITARIA LOS LIBERTADORES

FACULTAD DE INGENIERIA

Nombre:OSCAR CHACON

Materia:

TURBOMAQUINAS.

Tema:

RUEDA PELTONFecha:

19 DE SEMPTIEMBRE DEL 2014.

INTRODUCCION.

Este laboratorio lo hicimos para saber la funcionalidad de la rueda pelton, hacer ensayos a ver cmo nos ayuda en nuestra formacin personal.OBJETIVOS.

-Determinar los valores y clculos para analizar el funcionamiento de una rueda pelotn.

-Tomar datos y hacer tablas para calcular velocidad, potencia, altura, torque.

-Hacer grficas y comparar resultados.

MARCO TEORICO.Unaturbina Peltones uno de los tipos ms eficientes deturbina hidrulica. Es unaturbomquinamotora, de flujo radial, admisin parcial y de accin. Consiste en una rueda (rodete o rotor) dotada de cucharas en su periferia, las cuales estn especialmente realizadas para convertir laenergade un chorro de agua que incide sobre las cucharas. Lasturbinas Peltonestn diseadas para explotar grandes saltos hidrulicos de bajo caudal. Lascentrales hidroelctricasdotadas de este tipo de turbina cuentan, la mayora de las veces, con una larga tubera llamadagalera de presinpara trasportar al fluido desde grandes alturas, a veces de hasta ms de doscientos metros. Al final de la galera de presin se suministra el agua a la turbina por medio de una o variasvlvulasde aguja, tambin llamadas inyectores, los cuales tienen forma detoberapara aumentar la velocidad del flujo que incide sobre las cucharas.

La tobera o inyector lanza directamente el chorro deaguacontra la serie de paletas en forma de cuchara montadas alrededor del borde de una rueda, el doble de la distancia entre el eje de la rueda y el centro del chorro de agua se denominadimetro Pelton. El agua acciona sobre las cucharas intercambiando energa con la rueda en virtud de su cambio decantidad de movimiento, que es casi de 180. Obsrvese en la figura anexa un corte de una pala en el dimetro Pelton; el chorro de agua impacta sobre la pala en el medio, es dividido en dos, los cuales salen de la pala en sentido casi opuesto al que entraron, pero jams puede salir el chorro de agua en direccin de 180 ya que si fuese as el chorro golpeara a la pala sucesiva y habra un efecto frenante. La seccin de entrada del fluido a la cuchara se denomina 1, as como 2 a la seccin de salida.

El estudio analtico de la interaccin agua-pala puede ser sumamente complicado debido al desplazamiento relativo entre la pala y el chorro de agua. Por otro lado se simplifica el estudio de las turbinas Pelton a la seccin cilndrica del dimetro Faubert.

As la energa convertida por unidad de masa de agua est dada por la ley deEulerde las turbomquinas:

Dnde:

es la energa especfica convertida.

yes la velocidad tangencial de la cuchara en los puntos donde el agua llega y sale de la misma respectivamente.

yson, respectivamente, las proyecciones de la velocidad absoluta del fluido sobre la velocidad tangencial de la cuchara en los puntos de llegada y salida de la misma.

Como la velocidad tangencial de rotacin de la rueda Pelton es la misma en todos los puntos del dimetro pelton (recurdese la frmula de la velocidad angular) las velocidadesyson iguales. Entonces la frmula de Euler se puede simplificar:

La turbina Pelton es un tipo de turbina de impulso, y es la ms eficiente en aplicaciones donde se cuenta con un salto de agua de gran altura.

Dado que el agua no es unfluidocompresible, casi toda la energa disponible se extrae en la primera etapa de la turbina. Por lo tanto, la turbina Pelton tiene una sola rueda, al contrario que las turbinas que operan con fluidos compresibles.

TURBINA.

1.- Rodete.

2.- Toberas de salida, el dimetro de salida es de 1 centmetro.3.- Generador elctrico.

4.- Salida de la energa elctrica.

DESCRIPCION.

El laboratorio consta de una descripcin de la turbina, relacin de equipos y materiales utilizados, los procedimientos seguidos durante y despus de los ensayos debidamente detallados, para facilitar la compresin. Finalmente se establecen las conclusiones y recomendaciones a las que se han llegado despus de realizar la experiencia.

Para realizar la prctica se toman todos los datos necesarios para realizar el clculo de la potencia generada por la energa cintica proporcionada por un caudal determinado en una rueda pelotn.

Materiales

Bomba para generar caudal

Rueda pelotn

Celular con cmara lenta

Materiales para toma de datos

Tanque de almacenamiento

Dinammetro

Manmetro

PROCEDIMIENTO.

1. Coloque calibre el dinammetro para localizar las diferentes medidas.

2. Prenda la bomba que es la que le va a simular la altura ala que un cierto caudal cae para hacer mover la rueda pelotn.

3. Coloca el dinmetro a 3,5 y 7 newton.

4. Realice la toma de datos girando el regulador media vuelta, luego a 1 , 2, 2, 3, 3, 4, 4.

5. Realice la misma operacin colocando el dinmetro para la siguiente medida.

6. Realice la toma de las revoluciones como lo muestra la figura

ECUACIONES UTILIZADAS.

TOSION.

T= (F1-F2)Rb

POTENCIA.

P=2(N)(T)/60

PRESION.

P=gh

CAUDAL.

Q=VA

CONSTANTES.

Rb=0,25 m

Q=0,00167 m3

del agua =1000Kg*m3

TABLAS DE DATOS Y GAFICAS.3NN de vueltas de vueltasF1 NF2 NN en rpmpresin pas

1/24,52051705

1 5,51048258

1 1/26142

2 60,516244811

2 1/260,533041364

3 60,536041364

3 1/260,538039985,2

4 60,544039985,2

4 1/260,544038606,4

Potencia por velocidad

potenciaN en rpm

00

00

5,49778714442

23,32632545162

47,51658889330

51,83627878360

54,71607205380

63,35545185440

63,35545185440

Torque por velocidad.

torque N en rpm

0,6250

1,1250

1,2542

1,375162

1,375330

1,375360

1,375380

1,375440

1,375440

Altura x potencia

alturapotencia

5,270800330

4,919413640

4,919413645,497787144

4,5680269523,32632545

4,2166402647,51658889

4,2166402651,83627878

4,0760855954,71607205

4,0760855963,35545185

3,9355309163,35545185

Velocidad del fluido por altura

N de vueltas de vueltasrea m^2Q (m^3/s)=velocidad (m/s) V=Q/AAltura

1/20,00000940,00167177,6595745,27080033

1 0,00001830,0016791,25683064,91941364

1 1/20,00002650,0016763,01886794,91941364

2 0,00003440,0016748,54651164,56802695

2 1/20,00004110,0016740,63260344,21664026

3 0,00004710,0016735,45647564,21664026

3 1/20,00005350,0016731,21495334,07608559

4 0,00005870,0016728,44974454,07608559

4 1/20,00006330,0016726,38230653,93553091

5N

N de vueltas de vueltasF1 NF2 NN en rpmpresion pas

1/264055152

1 83,5048258

1 1/27,53048258

2 836044811

2 1/28,528041364

3 8,5214037917

3 1/28,5220037917

4 8,5224034470

4 1/28,5228034470

Potencia x velocidadpotenciaN en rpm

00

00

00

7,8539816360

13,613568280

23,8237443140

34,0339204200

40,8407045240

47,6474886280

Torque x velocidadtorque N en rpm

0,50

1,1250

1,1250

1,2560

1,62580

1,625140

1,625200

1,625240

1,625280

Altura x potenciaalturapotencia

5,622187010

4,919413640

4,919413640

4,568026957,85398163

4,2166402613,6135682

3,8652535723,8237443

3,8652535734,0339204

3,5138668840,8407045

3,5138668847,6474886

Velocidad del fluido por altura.

N de vueltas de vueltasrea m^2Q (m^3/s)=velocidad (m/s) V=Q/Aaltura

1/20,00000940,00167177,6595745,27080033

1 0,00001830,0016791,25683064,91941364

1 1/20,00002650,0016763,01886794,91941364

2 0,00003440,0016748,54651164,56802695

2 1/20,00004110,0016740,63260344,21664026

3 0,00004710,0016735,45647564,21664026

3 1/20,00005350,0016731,21495334,07608559

4 0,00005870,0016728,44974454,07608559

4 1/20,00006330,0016726,38230653,93553091

7n

N de vueltas de vueltasF1 NF2 NN en rpmpresin pas

1/28,56055152

1 9,55048258

1 1/2104,5044811

2 104,5044811

2 1/210,54,5041364

3 10,54141364

3 1/21146037917

4 113,56037917

4 1/211,53,510034470

Potencia x velocidad

potenciaN en rpm

00

00

00

00

00

0,17016961

10,995574360

11,780972560

20,943951100

Torque x velocidad

torque N en rpm

0,6250

1,1250

1,3750

1,3750

1,50

1,6251

1,7560

1,87560

2100

Altura x velocidad

alturapotencia

5,622187010

4,919413640

4,568026950

4,568026950

4,216640260

4,216640260,1701696

3,8652535710,9955743

3,8652535711,7809725

3,5138668820,943951

Velocidad del fluido por altura.

N de vueltas de vueltasrea m^2Q (m^3/s)=velocidad (m/s) V=Q/Aaltura

1/20,00000940,00167177,6595745,27080033

1 0,00001830,0016791,25683064,91941364

1 1/20,00002650,0016763,01886794,91941364

2 0,00003440,0016748,54651164,56802695

2 1/20,00004110,0016740,63260344,21664026

3 0,00004710,0016735,45647564,21664026

3 1/20,00005350,0016731,21495334,07608559

4 0,00005870,0016728,44974454,07608559

4 1/20,00006330,0016726,38230653,93553091

CONCLUSIONES.

1. Se observa que en el clculo correspondiente entre la altura y la potencia hidrulica si se aumenta la altura la potencia aumenta.

2. Se concluye que el caudal es constante pero al reducir el dimetro de la tubera se aumenta la velocidad del fluido.

3. Si aumenta la velocidad del fluido la potencia hidrulica aumenta.

4. Cuando se aumenta el nmero de vueltas en el control de caudal la potencia hidrulica disminuye.

5. Si se la altura disminuye el torque tambin disminuye es directamente proporcional.

Manmetro

Rueda pelton.

Manguera con agua.

Dinammetro