Proyecto Optimización de Turbinas Hidráulicas

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  • Seediscussions,stats,andauthorprofilesforthispublicationat:http://www.researchgate.net/publication/280740888

    OPTIMIZACINDETURBINASHIDRULICASCONLOSMULTIPLICADORESDELAGRANGECONFERENCEPAPERAUGUST2014

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    1AUTHOR:

    YeiberEdgardoVidesVidalCorporacinUniversitariadelaCosta1PUBLICATION0CITATIONS

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    Availablefrom:YeiberEdgardoVidesVidalRetrievedon:20October2015

  • 1

    OPTIMIZACIN DE TURBINAS HIDRULICAS

    L. Anaya, E. Barragn, A. Beltrn, J. Jimnez, M. Santana, Y. De la Hoz, Y. Vides Universidad de la Costa CUC, Facultad de Ingeniera

    [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected].

    RESUMEN: Basados en el teorema de los multiplicadores de Lagrange, el presente documento expone una aplicacin del tema para los procesos de optimizacin referentes a la funcin de 3 turbinas hidrulicas de una compaa bajo diferentes situaciones por las cuales pueden ser sometidas en la generacin de energa. Para la debida realizacin del paper, se tuvo en cuenta un conjunto de operaciones necesarias adheridas a la propiedad, de manera que se obtuvieran los resultados deseados.

    Se establecen las respectivas funciones con sus variables y las restricciones como puntos de apoyo y finalmente representar el anlisis de los comportamientos de las anteriores.

    PALABRAS CLAVE: Multiplicadores de Lagrange,

    optimizacin, turbinas hidrulicas.

    ABSTRACT: Based on the theorem Lagrange multipliers, this paper presents an application of the subject to optimization processes concerning the function of three hydraulic turbines of a company under different situations which may be submitted in the generation energy. For the proper performance of the paper, was taken into consideration a set of operations required to property attached, so that the desired results are obtained.

    The respective roles with their variables and constraints and support points are established and eventually represent the analysis of the behavior of the above.

    KEYWORDS: Lagrange multipliers, optimization,

    hydraulic turbines.

    1 INTRODUCCIN

    En la formacin de ingenieros, el estudio del clculo vectorial es fundamental, debido a que ofrece un conjunto de tcnicas tiles que hacen parte del anlisis real de variables y condiciones asociadas a la observacin con los enfoques grficos, procurando la solucin ms convincente de los problemas, en este caso, cuando se opera una estacin hidroelctrica se busca generar energa, para ello se tiene el caudal del agua como una variable y depende de las condiciones externas. Emprender el anlisis de problemas reales con aplicaciones de mtodos matemticos para resolver, prevalece en la optimizacin de cualquier proceso que pueda tratarse en este caso las turbinas hidrulicas.

    Teniendo en cuenta el marco de ideas anterior, se va aplicar el teorema de los multiplicadores de Lagrange para optimizar la funcin de 3 turbinas hidroelctricas de una compaa prestadora de servicios de energa, bajo diferentes situaciones problema que puedan presentarse en las mismas y/o en las que pueda evaluarse la produccin de cada una de ella.

    2 REFERENTES TEORICOS

    Turbinas Hidrulicas.

    La funcin de una planta hidroelctrica es utilizar la energa potencial del agua almacenada en un lago, a una elevacin ms alta y convertirla en energa mecnica y luego en elctrica. Este proceso toma en consideracin varios factores entre los cuales uno de los ms importantes es la cada de agua (head). Este factor es decisivo al momento de escoger el tipo de turbina hidrulica que se instala en la planta.

    Fig. 1. Estructura general de una turbina

    hidroelctrica. Tomada de La energa hidrulica por Jess Enrique Mesa Alonso. http://www.vierayclavijo.org/html/paginas/cursos/cursos_2003/0307_azores/az_03_05.html

    La turbina hidrulica (Fig.1) es la encargada de

    transformar la energa por esto es de vital importancia saber elegir la adecuada para cada sistema hidroelctrico.

    Las turbinas se pueden clasificar de varias

    maneras estas son:

    Segn la direccin en que entra el agua: Turbinas axiales: El agua (rojo) entra en el rodete

    en la direccin del eje.

  • 2

    Turbinas radiales: El agua (verde) entra en sentido radial, no obstante el agua puede salir en cualquier direccin.

    Fig. 2. Turbinas axiales y radiales. Tomada de Estudio terico experimental de la agitacin por Sonia Ans, Elena Barge y Stefanie Demming. http://www.unizar.es/dctmf/jblasco/AFTAgitacion/AFT20040606.htm

    De acuerdo al modo de obrar del agua: Turbinas a chorro o de accin simple o directa: Son

    aquellas en las que el fluido de trabajo no sufre un cambio de presin importante en su paso a travs de rodete.

    Hasta la mitad del siglo XIX, primero se emple la

    denominada rueda tangencial introducida por el ingeniero suizo Zuppinger en 1846, que bajo las formas modificadas de hoy se conoce como rueda Pelton, es importante anotar que son muy eficientes, el rendimiento de las ruedas tangenciales ha llegado hasta 95%.

    En la turbina Pelton, el agua tiene una presin muy

    alta. La vlvula de aguja, que se usa para controlar el flujo de agua, deja pasar un chorro de agua que choca con los labes de la turbina transfirindole su energa y haciendo girar la turbina. Esta, a su vez, hace girar un generador que est acoplado al eje de la turbina para producir energa elctrica, como medida de seguridad se usa una vlvula esfrica [2], [9]

    .

    Fig. 3. Turbina tipo Pelton. Tomada de: http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/maquinashidraulicas/turbinashidraulicas/turbinashidraulicas.html

    Turbina de sobrepresin o de reaccin: La turbina de reaccin acta por el agua que se mueve a una velocidad relativamente baja, pero bajo presin. El agua llega al cuerpo de la turbina (rodete) a travs de un sistema denominado de distribucin que es totalmente

    cerrado, tal que la presin debida a la cabeza de la planta se mantiene sobre el rodete.

    Rendimiento de una turbina

    El rendimiento de un turbina se determina por el clculo entre el cociente entre la energa producida por la misma y la energa disponible, es por ello que el conocimiento del rendimiento de una central hidroelctrica, dotada con uno o varios grupos turbina-alternador, se traduce en una mejor explotacin de la misma mediante la optimizacin del aprovechamiento del agua disponible. La expresin que define el rendimiento de la turbina, en porcentaje, es:

    ( )

    Donde Pa= potencia en barras del alternador, en kW; a= prdidas del alternador, en kW; v= prdidas en volantes de inercia, en kW; c= prdidas en cojinetes, en kW; g= prdidas en engranajes, en kW. = densidad del agua, en kg.m-3; g= aceleracin local de la gravedad, en m.s-2; Qt= caudal turbinado, en m3.s-1; Hn= salto neto, en m. [3], [5]

    Teorema de Bernoulli

    En la aplicacin de la energa en la hidrodinmica de fluidos (teorema de Bernoulli), nos india que la variacin de la energa cintica ms la variacin de la energa potencial es igual a la variacin del trabajo requerido esto es:

    ( ) ( ) ( )

    (

    ) ( ) ( )

    Es necesario saber que la fuerza es igual a la presin por el rea a la que se ejerce la presin, con esto remplazamos fuerza por P*A

    ( ) ( ) Sin embargo rea por distancia es igual a volumen

    (

    ) ( ) (

    Luego dividimos toda la igualdad por volumen

    (

    )

    (

    ) (

    ) (

    )

    Masa sobre volumen es densidad, asi que remplazamos en la ecuacin

    ( )

    ( )

    ( ) ( )

    Posteriormente los trminos iguales pasan de un lado de la igualdad

  • 3

    ( )

    ( )

    ( )

    ( )

    Finalmente las variables generales quedaran igualadas a una constante, es decir, la presin sumara a la densidad y a la velocidad y estas a su vez a la gravedad y a la altura [4], [10], [14]

    (1)

    Fundamento del mtodo de Lagrange.

    Sean ( ) y ( ) funciones con derivadas parciales continuas. Sea ( ) un punto tal que ( ) y ( ) . Si f alcanza un extremo relativo en ( ) sujeto a la condicin ( ) , existe un tal que: [15]

    ( ) ( ) (2)

    Para dos o ms condiciones de ligadura: Sean ( ), ( ) y ( ) funciones con derivadas parciales continuas. Sea ( ) un punto tal que:

    ( ) ( )

    Suponiendo que ( ) y ( ) son

    linealmente independientes. Si f alcanza un extremo relativo en ( ) sujeto a las condiciones ( ) y ( ) , existen valores y tales que: [1], [6], [13]

    ( ) ( ) ( ) (3)

    2.1 PROBLEMA DE APLICACIN

    La Great Northern Paper Company de Millinocket,

    Maine, opera una estacin generadora hidroelctrica en el ro Penobscot. El agua de una presa se lleva por tuberas a la estacin generadora. La razn a la que circula el agua en las tuberas vara, dependiendo de condiciones externas.

    La estacin generadora cuenta con tres turbinas

    hidroelctricas distintas, cada una con funcin de potencia conocida (nica), que da la cantidad de energa elctrica generada como funcin de la cantidad de agua que llega a la turbina, de modo que el objetivo es determinar cmo distribuir agua entre las turbinas para dar la mxima produccin total de energa para cualquier caudal.

    Usando evidencias experimentales y la ecuacin

    de Bernoulli segn Stewart [12], se determinaron los siguientes modelos cuadrticos para la salida de potencia de cada turbina, junto con los flujos permisibles de operacin:

    (

    )(

    )

    (

    )( )

    (

    )( )

    Donde:

    Flujo que pasa por la turbina i en pies3/s

    Potencia generada por la turbina i en kilowatts Flujo total que pasa por la estacin en pies

    3/s

    1. Si se usan las tres turbinas, se desea

    determinar el flujo a cada turbina que d la mxima produccin total de energa. Nuestras limitaciones son que los flujos deben sumar el flujo total entrante y las restricciones de dominio anterior deben cumplirse. En consecuencia, utilice multiplicadores de Lagrange para hallar los valores de los flujos individuales (como funciones de ) que hagan mxima la produccin total de energa sujeta a las restricciones y las restricciones de dominio de cada Q.

    2. Para qu valores de es vlido el resultado

    del lector? 3. Para un flujo de entrada de 2500 pies

    3/s,

    determine la distribucin a las turbinas y verifique (intentando algunas distribuciones cercanas) que su (el suyo) resultado sea mximo de verdad.

    4. Hasta ahora supusimos que las tres turbinas estn operando; es posible, en algunas situaciones, producir ms energa usando slo una turbina? Haga una grfica de las tres funciones de potencia y sela para ayudar a determinar si un flujo entrante de 1000 pies

    3/s

    debe distribuirse a las tres turbinas o llevarse slo a una. (Si usted determina que debe usarse slo una turbina, cul debe ser?)Qu pasa si el flujo es de slo 600 pies

    3/s?

    5. Quiz para algunos niveles de flujo sera

    ventajoso usar dos turbinas. Si el flujo entrante es de 1500 pies

    3/s, cules dos turbinas

    recomendara usar? Utilice multiplicadores de Lagrange para determinar cmo debe distribuirse el flujo entre las dos turbinas para hacer mxima la produccin de energa. Para este flujo, es ms eficiente usar dos turbinas que usar tres?

    6. Si el flujo entrante es de 3400 pies

    3/s qu

    recomendara a la compaa?

    3 ANALISIS DE DATOS

    R// 1. Se desea maximizar la produccin total de

    energa ( ) para un flujo total dado y hallar los flujos de cada turbina en trminos de . Se puede decir que es fijo. Para simplificar los clculos eliminamos el factor constante que posee cada flujo de la siguiente forma:

  • 4

    ( )

    ( )

    Nos queda que:

    (

    )

    (

    )

    (

    ) Sujeto a la restriccin

    ( ) Entonces:

    ( ) ( ) Utilizando Matlab para hallar las primeras

    derivadas de la funcin ( ) mediante la instruccin diff, se tiene que:

    syms Q1 KW1=(-18.89+0.1277*Q1-(4.08*10^-

    5)*Q1.^2); diff(KW1) ans = 1277/10000 -

    (6021017265658797*Q1)/737869762948382

    06464 syms Q2 KW2=(-24.51+0.1358*Q2 -(4.69*10^-

    5)*Q2.^2); diff(KW2) ans = 679/5000 -

    (432576148528489*Q2)/4611686018427387

    904 syms Q3 KW3=(-27.02+0.1380*Q3 -(3.84*10^-

    5)*Q3.^2); diff(KW3) ans = 69/500 - (6*Q3)/78125

    Simplificando y organizando los resultados

    obtenidos se tiene que:

    Igualando la ecuacin y :

    Igualando y:

    Sustituyendo y en :

    Reemplazando en y :

    ( )

    ( )

    R// 2. Del resultado obtenido en el anterior punto se

    tiene que los valores de vlidos son: Del dominio de cada turbina se tiene que:

    Obtenidos estos dominios de se concluye que

    los valores permitidos para el flujo total son de:

    R// 3. Si

    entonces:

    ( )

    ( )

    ( )

  • 5

    Realizando los clculos en Matlab se tiene que:

    >> QT=2500;

    Q1=0.3411*QT-75.18

    Q1 =

    777.5700

    >> Q2=20.95+0.2967*QT

    Q2 =

    762.7000

    >> Q3=0.3624*QT+54.23

    Q3 =

    960.2300

    Luego de reemplazar estos valores en la ecuacin

    de la produccin total de energa y utilizando Matlab, se obtiene que:

    >> KW1=(-18.89+0.1277*Q1-(4.08*10^-

    5)*Q1^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2) KW1 = 8.917982835212801e+003 >> KW2=(-24.51+0.1358*Q2-(4.69*10^-

    5)*Q2^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2) KW2 = 8.285184079840001e+003 >> KW3=(-27.02+0.1380*Q3-(3.84*10^-

    5)*Q3^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2) KW3 = 1.121365448458240e+004 >> KW1+KW2+KW3 ans = 2.841682139963521e+004

    Entonces simplificando se tiene que:

    Tomando : >> QT=2500; >> Q1=775; >> Q2=770; >> Q3=955; >> KW1=(-18.89+0.1277*Q1-(4.08*10^-

    5)*Q1^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2); >> KW2=(-24.51+0.1358*Q2-(4.69*10^-

    5)*Q2^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2); >> KW3=(-27.02+0.1380*Q3-(3.84*10^-

    5)*Q3^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2); >> KW1+KW2+KW3 ans = 2.841107680000000e+004

    Entonces, simplificando:

    Tomando :

    >> QT=2500; >> Q1=780; >> Q2=765; >> Q3=955; >> KW1=(-18.89+0.1277*Q1-(4.08*10^-

    5)*Q1^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2); >> KW2=(-24.51+0.1358*Q2-(4.69*10^-

    5)*Q2^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2); >> KW3=(-27.02+0.1380*Q3-(3.84*10^-

    5)*Q3^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2); >> KW1+KW2+KW3 ans = 2.841143480000001e+004

    Entonces, simplificando:

    Obtenidas estas comparaciones se puede decir

    que para

    se obtiene la produccin mxima de energa.

    R// 4. Se graficaron las potencias de las tres

    turbinas en funcin de su dominio de admisin del flujo de agua, tomando las . Para esto se utiliz el programa Matlab, y se digitaron los siguientes cdigos para trazar la grfica:

    clear, clc; x1=(250:50:1110); y1=(-18.89+0.1277*x1 -(4.08*10^-

    5)*x1.^2); z1=y1.*(170-(1.6*10^-6)*x1.^2); plot (x1,z1); grid on; hold on; y2=(-24.51+0.1358*x1 -(4.69*10^-

    5)*x1.^2); z2=y2.*(170-(1.6*10^-6)*x1.^2); plot (x1,z2,'r'); hold on; x2=(250:50:1225); y3=(-27.02+0.1380*x2 -(3.84*10^-

    5)*x2.^2); z3=y3.*(170-(1.6*10^-6)*x2.^2); plot (x2,z3,'k');

  • 6

    Grafica 1. Energa producida de cada turbina, en funcin del flujo total entrante de agua realizada en Matlab.

    Al observar la grfica vemos que para un flujo de

    agua de 1000 pies3/s, la Turbina 3 produce la mayor

    potencia, aproximadamente 12100 kW. Si tomramos las tres turbinas para el flujo de 1000 pies

    3/s, de los

    resultados del punto 1 se obtiene que:

    Utilizando Matlab se tiene:

    >> QT=1000 QT = 1000 >> Q1=0.3411*QT-75.18 Q1 = 2.659200000000000e+002 >> Q2=20.95+0.2967*QT Q2 = 3.176500000000000e+002 >> Q3=0.3624*QT+54.23 Q3 = 4.166300000000000e+002

    >> KW1=(-18.89+0.1277*Q1-(4.08*10^-

    5)*Q1^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2) KW1 = 2.051596215150592e+003 >> KW2=(-24.51+0.1358*Q2-(4.69*10^-

    5)*Q2^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2) KW2 = 2.339848719355901e+003 >> KW3=(-27.02+0.1380*Q3-(3.84*10^-

    5)*Q3^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2) KW3 = 4.009510809972738e+003 >>KW1+KW2+KW3 ans = 8.400955744479230e+003

    Entonces, con estos flujos se obtendra una

    produccin total de energa de . Entonces se puede concluir que para un flujo de 1000 pies

    3/s es mejor utilizar una sola turbina

    (Turbina 3) ya que produce mayor energa que usando las tres.

    Si el flujo solo es de 600 pies

    3/s no se podran

    utilizar las tres turbinas, ya que el flujo mnimo de cada turbina es de 250 pies

    3/s, entonces supondremos utilizar

    una sola y al observar la grfica nuevamente vemos que la para un flujo de 600 pies

    3/s, la Turbina 1, produce

    mayor energa.

    200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 12000

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    Flujo de agua (pies3/s)

    Energ

    a p

    roducid

    a (

    kW

    )

    Turbina 1

    Turbina 2

    Turbina 3

  • 7

    R// 5. Al observar la grfica del punto 4, vemos que

    a partir de flujos de 450 pies3/s, la Turbina 2 produce la

    menor cantidad de energa, entonces sera recomendable repartir el flujo entrante de 1500 pies

    3/s

    entre la Turbina 1 y 3. Entonces se desea optimizar la funcin sujeto a la restriccin , pero

    . Similar al punto 1:

    ( )

    ( )

    Nos queda que:

    (

    )

    (

    ) Sujeto a la restriccin ( ) Entonces:

    ( ) ( ) Realizando las respectivas derivadas parciales, se

    tiene que:

    syms Q1 KW1=(-18.89+0.1277*Q1-(4.08*10^-

    5)*Q1.^2); diff(KW1) ans = 1277/10000 -

    (6021017265658797*Q1)/737869762948382

    06464 syms Q3 KW3=(-27.02+0.1380*Q3 -(3.84*10^-

    5)*Q3.^2); diff(KW3) ans = 69/500 - (6*Q3)/78125

    Simplificando e igualando se tiene:

    Igualando la ecuacin y :

    Reemplazando Q1 en :

    De :

    Entonces la produccin total de energa es:

    Si se utilizaran las tres turbinas la produccin total

    de energa sera de:

    >> QT=1500 QT = 1500 >> Q1=0.3411*QT-75.18 Q2=20.95+0.2967*QT Q3=0.3624*QT+54.23 KW1=(-18.89+0.1277*Q1-(4.08*10^-

    5)*Q1^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2) KW2=(-24.51+0.1358*Q2-(4.69*10^-

    5)*Q2^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2) KW3=(-27.02+0.1380*Q3-(3.84*10^-

    5)*Q3^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2) Q1 = 4.364700000000000e+002 Q2 = 466 Q3 = 5.978300000000000e+002 KW1 = 4.838008733422594e+003 KW2 = 4.757073751040001e+003 KW3 = 6.948257102299139e+003 >> KW1+KW2+KW3 ans = 1.654333958676173e+004

    Entonces para este flujo, sera mejor utilizar dos

    turbinas (Turbina 1 y 3) que utilizar las 3. R// 6. Observamos del punto 2 que el flujo entrante

    de 3400 pies3/s no est dentro del dominio hallado para

    el flujo total, as que no se puede trabajar con los anteriores clculos. Por los dominios de cada turbina, se necesitarn usar las tres turbinas. Si sumamos el flujo mximo de las tres turbinas, resulta un flujo de 3425 pies

    3/s que es mayor a 3400 pies

    3/s, as que

    buscaremos cmo distribuir el flujo entrante.

  • 8

    De la Graf. 1 se observa que la Turbina 3 produce

    mayor energa cuando los flujos son altos, entonces sera recomendable utilizar la Turbina 3 en su mxima capacidad de 1225 pies

    3/s y distribuir el flujo restante

    entre la Turbina 1 y 2. Al igual que el punto 5 se desea optimizar la funcin sujeto a la restriccin , pero

    . Entonces:

    ( )

    ( )

    Nos queda que:

    (

    )

    (

    ) Sujeto a la restriccin ( ) Entonces:

    ( ) ( ) Realizando las respectivas derivadas parciales, se

    tiene que:

    syms Q1 KW1=(-18.89+0.1277*Q1-(4.08*10^-

    5)*Q1.^2); diff(KW1)

    ans = 1277/10000 -

    (6021017265658797*Q1)/737869762948382

    06464 syms Q2 KW2=(-24.51+0.1358*Q2 -(4.69*10^-

    5)*Q2.^2); diff(KW2) ans =

    679/5000 -

    (432576148528489*Q2)/4611686018427387

    904

    Simplificando e igualando se tiene:

    Igualando la ecuacin y :

    Reemplazando Q1 en :

    De :

    Se observa que el valor de Q1 supera el flujo

    mximo permitido para la Turbina 1, pero el resultado significa que el flujo est optimizado, entonces recomendara a la empresa que utilice al mximo la Turbina 1 y 3 con flujos de 1110 pies

    3/s y 1225 pies

    3/s

    respectivamente, y el flujo restante de 1065 pies3/s a la

    Turbina 2, y as se ha encontrado las distribuciones que optimizan la produccin total de energa. Utilizando Matlab se tiene:

    >> QT=3400 QT = 3400 >> Q3=1225 Q3 = 1225 >> Q1=1110 Q1 = 1110 >> Q2=1065 Q2 = 1065 >> KW1=(-18.89+0.1277*Q1-(4.08*10^-

    5)*Q1^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2); >> KW2=(-24.51+0.1358*Q2-(4.69*10^-

    5)*Q2^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2); >> KW3=(-27.02+0.1380*Q3-(3.84*10^-

    5)*Q3^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2); >> KW1+KW2+KW3 ans = 3.392404353692001e+004

    Se obtiene una produccin total de energa de .

    Verificando con distribuciones cercanas (

    ).

    >> QT=3400; >> Q1=1100; >> Q2=1100; >> Q3=1200; >> KW1=(-18.89+0.1277*Q1-(4.08*10^-

    5)*Q1^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2); >> KW2=(-24.51+0.1358*Q2-(4.69*10^-

    5)*Q2^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2); >> KW3=(-27.02+0.1380*Q3-(3.84*10^-

    5)*Q3^2)*(170-(1.6*10^-6)*QT^2); >> KW1+KW2+KW3 ans = 3.387886996800000e+004

  • 9

    Obteniendo as una produccin total de energa de

    . Comprobando as que los valores hallados representan la distribucin ptima para la mayor produccin de energa.

    4 CONCLUSIONES. Tericamente las ecuaciones de potencia que

    demuestran la resolucin de las funciones en el teorema de Lagrange son basadas en un anlisis sistemtico que determina el manejo de del clculo en la ingeniera como base de los fundamentos fsicos que se generan en los campos derivados de la fsica en general.

    Con base en esto, se determin que el clculo de

    las derivadas en las aplicaciones del teorema de lagrange en cada uno de los modelos cuadrticos para la salida de potencia de cada turbina, basadas en las evidencias experimentales y por la ecuacin de Bernoulli, nos ayuda a determinar los comportamientos fsicos que se generan en la parte hidroelctrica como es tal caso, evidentemente se logr calcular la potencia generada por cada turbina obtenidas en cada una de las ecuaciones determinando as el flujo de agua producente de cada turbina.

    Adems es aplicable la lectura y anlisis de

    grficas para evaluar el comportamiento que se genera fsicamente dentro del proceso de manejo de potencia y el evento turbulento, y se logra concluir que la turbina tres genera mucho mayor energa cuando el caudal es mayor a 650 pies3/s y que puede ser utilizada para altos caudales siempre y cuando se tenga en cuenta su mximo dominio de admisin de flujo de agua.

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