TURBINA AXIAL
GUIA DE FABRICACIÓN
Elaborado por: Programa de Energía de ITDG-Perú
En la medida de que en esta guía se trata de indicar pautas en c
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PRACTICA 3 TURBINAS HIDRAULICAS En esta práctica vamos a estudiar el comportamiento de una turbina Pelton, ya que la Francis no estaba en condiciones de ser probada, y vamos a ver los diferentes comportamientos con diferentes parámetros de entrada, y veremos los valores de salida. En la turbina Pelton hemos tomado los siguientes datos, que han sido dados por el banco de pruebas. Datos en turbina Q H N M V I
Prueba 3 0.0167 m3/s 16 mcda 1700 rpm 10.791 Nm 180 V 3.6 A
Con estos datos tenemos que calcular: − Potencia neta (o primaria), es la que hay en la entrada de la turbina. => N = Q H g N = 1000 kg/m3*0.00645 m3/s*19 mcda*9.81 m/s2 = 1.211 kW Siendo: = densidad del agua (1000 kg/m3) Q = caudal a la entrada (0.00645 m3/s) H = presión de entrada (19 mcda) g = aceleración de la gravedad (9.81 m/s2 ) − Potencia en el eje (o secundaria), es la que tiene la turbina en el mismo eje y es por lo tanto la que transmite al generador. => Ne = M * = (M * 2 * * n) / 60 Ne = (3.924 Nm*2**1145 rpm) / 60 = 0.472 kW Siendo: M = el par (3.924 Nm) n = velocidd en rpm (1145 rpm) − Potencia eléctrica (o útil), es la que nos genera la dinamo. => Nu = V * I Nu = 80 V * 5 A = 400 W = 0.4 kW
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Siendo: V = la tensión (80 V) I = la corriente (5 V) − Rendimiento total, de la turbina t = Ne / N = 0.472 / 1.211 = 38.97 % − Rendimiento de la dinamo, y disipada por la carga d = Nu / Ne = 0.4 / 0.472 = 84.74 % − Rendimiento global, que puede ser o el producto de las dos anteriores o la relación entre la potencia útil y la primaria. = t * d = 0.3897 * 0.8474 = 33.02 % Todas estas operaciones tenemos que realizarlas con las otras dos pruebas, con lo que nos da unos resultados que a continuación expondremos en la siguiente tabla.
Otra parte de la práctica es la de calcular los parámetros del cierre de una tubería, para ver si hay Golpe de Ariete o no. La tubería a la que vamos a calcular este incremento de presión tiene un ø = 0.0425 m y un caudal Q = 14 m3/h = 0.00388 m3/s. Lo primero tenemos que calcular la velocidad de la onda de propagación s y viene dada por: s = L / to = 0.6 m / 8.42 *10−4 s =712.59 m/s. Y si el tiempo de cierre es mayor que 2to, el cierre es lento o la tubería corta, con lo que el incremento de presión viene dado por: H = 2 * L * c / g * tc = mcda para ello el caso más extremo de que el cierre sea lento es suponer que tc = 2 to, con loque tenemos que tc = 0.001684 m/s. El único dato que nos falta para poder aplicar la fórmula es c que es valor de la velocidad del líquido a la entrada de la válvula: Q = S * c => c = Q / S = 0.00388 m2/s / 0.00141 m2 = 2.758 m/s Con lo que aplicando la fórmula para el cierre lento, tenemos que obtenemos una sobrepresión el la tubería de: H = 192.4 mcda.