análisis de turbina pelton

8/17/2019 Análisis de Turbina Pelton

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Curso: TURBOMAQUINASAlumnos:RAMOS CUIPA JORGE 20127023HCOCA CACERES RANS 201011!0HGON"A#ES "AMORA $ICTOR2010101%G

BA"AN MARTE# MARIO1&%'1273GPro()sor:ING* Ju+n Es,-no.+ Es/r-+

#-m+ P)r

TURBINA PELTON

TURBOMAQUINAS 1Página 1


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TURBINA PELTON

FUNDAMENTO TEÓRICO

TURBINA PELTON:

Son conocidas también como turbinas tangenciales o de impulsión y es la

turbina hidráulica apropiada para aprovechar grandes saltos de agua y

caudales relativamente pequeños.

La turbina pelton, por la sencillez de su construcción y por razones de tipo

hidrodinámico es la que tiene la máxima eiciencia entre todos los motores

hidráulicos. !tra de sus cualidades es que permite el acoplamiento directo con

los generadores eléctricos de alta velocidad, ya que puede proyectarse para

elevadas velocidades tangenciales de rodete.

La dirección del chorro no es realmente axial ni radial si no que es casi

tangencial y de aqu" el nombre de ruedas tangenciales.

La admisión del agua tiene lugar por una o más toberas o boquillas que lanzan

el agua a la rueda con cucharas que giran por este eecto de impacto delchorro.

#l elemento constructivo más importante de las turbinas pelton es la paleta en

orma de doble cuchara, en cierto modo, esta es como una doble paleta de una

turbina de acción, el cual recibe el chorro exactamente en la arista media, en

donde se divide en dos, circulando por la cavidad de la paleta en un arco de

aproximadamente $%&o, contrarrestando mutuamente los empu'es axiales por

cambio de dirección de los dos semichorros. #l recordé dado a las paletas,

tiene por ob'eto permitir la colocación de las boquillas muy próximas a las

primeras de tal orma que el chorro alcance a las paletas en la dirección mas

conveniente.



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TURBINA PELTON

La variación de la cantidad de agua (caudal) para la regulación de la potencia

se consigue actualmente y casi sin excepción por medio de una agu'a o punzón

de orma especial, con cuyo accionamiento se puede estrangular la sección de

la boquilla. #n instalaciones más complicadas que las que nosotros vamos a

ensayar se dispone además de un delector o desviador de chorro, y que

consiste en una supericie metálica que se introduce en medio del chorro y lo

divide, desviando una parte del agua, haciendo que esta salga de la turbina sin

producir eecto *til.



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TURBINA PELTON

+igura boquilla que dispara el chorro de agua

Los rodetes para turbinas -elton de pequeña potencia se construyen de una

sola pieza, es decir, con los alabes ormando cuerpo con la rueda. -ara $&

turbinas -elton de gran potencia los alabes o cucharas se hacen desmontables

y su'etos a la rueda por medio de tornillos, de esta manera, pueden sustituirse

los alabes cuando sea necesario, sin necesidad de desmontar el rodete o

rueda.

-ara el rodete se emplea acero undido, generalmente para los alabes mas

sometidos a los eectos de corrosión y de cavitación, se utiliza acero undido, el

acero undido especial o el acero inoxidable. #l hierro undido no se emplea

más que para rodetes de una sola pieza y pequeñas potencias. +inalmente, el

punzón o agua que regula el caudal del agua lanzando sobre los alabes está

abricado, casi siempre, de acero inoxidable o de bronce, con la punta

intercambiable para poderla reponer ácilmente cuando sea preciso.



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TURBINA PELTON

EQUIPOS E INSTRUMENTOS:

1. Turbina Peltn:/ 0arca1 2rmield 3ydraulic #ngineering, #ngland./ 4ipo1 & -elton 056/ Serie1 6&7$ /7$/ 2ltura1 $8 pies 9: ; m

/ 3-

+igura 7 turbina pelton

!. Mtb"ba:/ 0otor1 ?e@man



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TURBINA PELTON

/ 4ipo1 6$ AA $%%$ >> ?o-B6B8&$/ -otencia1 8. 3-/


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TURBINA PELTON

TRIANGULOS DE VELOCIDAD EN LA ENTRADA (1)

S sa$ %o! to!&a '("

C 1=φ√ 2∗g∗ H

C 1=0.98√ 2∗9.81∗53

C 1=31.6019m / s

S consid!a ' )a *)ocidad tangncia) d nt!ada s a%!o+i,ada,nt )a

,itad '( )a *)ocidad a$so)(ta d nt!ada- %o! )o tanto"

U 1=15.8010 m/s

W 1=15.8010m /s

Usa,os )a sig(int ./!,()a %a!a 0a))a! ) n,!o d !*o)(cions a )a ' s

nc(nt!a gi!ando )a t(!$ina

U 1=

πDN

60

15.8010=π ∗0.18∗ N

60

N =1676.5 RPM

TURBOMAQUINAS 1Página


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TURBINA PELTON

TRIANGULOS DE VELOCIDAD EN LASALIDA (2)

Usa!,os )a sig(int !)aci/n %a!a

ncont!a!W

2 "

K =W

2

W 1

1=W

2

15.8010

W 2=15.8010m /s

a '( 1 2 stán a) ,is,o !adio ntoncs"

U 1=U

2

U 2=15.8010m/s

A0o!a d) t!iáng()o %a!a 0a))a!C

2 a%)ica,os ) d cosnos"

C 22=U 2

2+W 2

2−2U 2W 2cos β2

C 22=15.8010

2+15.8010

2−2∗15.8010∗15.8010∗cos10

C 2=2.7543m/ s



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TURBINA PELTON

7a)c()o d) ca(da)"

Q=π ∗d2∗C 1

4

Q=π ∗0.0167 2∗31.602

4

Q=0.0069

TRIÁNGULOS DEVELOCIDADES



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TURBINA PELTON

RESULTADOS OBTENIDOS

ENTRADA SALIDA

U1156919

,:s U2 156919,:s

;1 156919,:s ;2

156919,:s

71 31#921,:s 72

2543,:s

AN


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TURBINA PELTON

NUMEROS ADIMENSIONALES PARA LA

TURBINA PELTON

CIFRA DE PRESION:

Ѱ =2∗g∗ H

U 2

Ѱ =2∗9.81∗53

15.80102

Ѱ =4.1649



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TURBINA PELTON

CIFRA DE CAUDAL:

φ= Q

U 2∗π

4∗ D

2

2

φ= 0.0069

15.8010∗π

4∗0.18

2

φ=¿ 0*0172

CIFRA DE POTENCIA:

^ P= P

ρ∗ N 3∗ D p5

^ P= 3728.4

1000∗16763∗0.18

5

^ P=¿ 0*00000'2

NUMERO ESPECICO 4E CAU4A#: N q= N ∗Q1/2

H 3/4

N q=7.1011

NUMERO ESPECICO 4E POTENCIA: N s= N ∗ P1/2

H 5 /4

N s=26.2152



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TURBINA PELTON

A#TURA 4E EU#ER

H R =U

2

g (C

1!−C 2!)

H R =50.5586

4IAMETRO ESPECICO:

" = D∗ H

1 /4

Q1/2

" =5.8375

RESULTADOS OBTENIDOS



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TURBINA PELTON

7I>RAS

PRESION 41#48

7AUDAL 9912

POTEN7IA 99942

NUMEROSESPE7I>I7OS

N' 1911

Ns 2#2152

S)cciona,os ) anc0o d á)a$"

B=3.3 # ds

Tnindo n c(nta ds? 991#,

B=3.3 # ds=0.05511m

Pa!a ca)c()a! ) n,!o d a)a$s %od,os 0ac! (so d )a sig(int

!)aci/n"

E) *a)o! d " (sado .("

" =d0

D

" =0.0167

0.18=0.0927

Entoncs

$=15+1

2"

$=16%&'(es



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TURBINA PELTON

CONCLUSIONES

1 S conc)( '( %a!a )as ca!act!&sticas o %a!á,t!os d dis@o

sta$)cidos a) inicio- s )og!a !dis@a! )a t(!$ina P)ton con todas

s(s di,nsions- stando )os %)anos ) di$(o na) n ) an+o 2

2 La co,%acidad d) sg(ndo dis@o s s(%!io! a )a d) %!i,!o

o%tando na),nt %o! st- a '( %!od(c )a ,is,a cantidad d%otncia- %!o con (n ta,a@o ,no! (n ,no! n,!o d á)a$s-

)o '( s t!ad(c n a0o!!o d ,at!ia)

3 7onc)(i,os '( %a!a o$tn! (n .!c(ncia no,ina) d n!g&a

gn!ada- s !'(i! a(sta! )os !s()tados o$tnidos %a!a '( san

ig(a) a )a .!c(ncia s&nc!ona d) gn!ado!- a '( sta d%nd d)

n,!o d %o)os- sta cantidad no %(d s! i,%a! a '( d s!

as&- sgn )a to!&a d )as ,á'(inas )Cct!icas !otati*as- (n n,!o

%a! d %o)os s ca%a d gn!a! ) to!'( )ct!o,agnCtico

ncsa!io %!o*nint d) stato! %a!a ind(ci! n ) !oto! ),o*i,into !otaciona) dsado- sindo n st caso- cont!a!io a

'( .(nciona!&a co,o gn!ado!F

4 Pa!a dis@a! (na t(!$ina P)ton- %!i,!o d$,os tn! n c(nta

'( )a ca&da d ag(a sa g!and a)t(!a godCsicaF- )(go con )a

%otncia nos %od!,os !.!i! a g!ácos- ta$)as c!it!ios d dis@o

%a!a s( %/st(,a !a)iaci/n



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TURBINA PELTON

BIBLIO#RAFIA

• Matai+ 7)a(dio GT(!$o,á'(inas Hid!á()icas 4ta dici/n- Edito!ia)

I7AI

• Matai+ 7)a(dio GMcánica d >)(idos ,á'(inas 0id!á()icas 2da

dici/n- Edito!ia) I7AI

• 7)as n=3- ,á'(inas )Cct!icas !otati*as ML224- dada %o! ) ingni!o


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TURBINA PELTON

ANE$OS

1* Tur-n+ P)l5on 6o/um)n5+6+*

Ants d inicia! ) dis@o d )a ,onog!a.&a- .(i,os a ,di! a t!ata! d

o$tn! (n ,od)o $as d (na t(!$ina P)ton !a)- d 1 J; d %otncia

con ns inst!(cti*os Esta t(!$ina c(nta con s( %!o%io stato!- s(

d s(stntaci/n con coints !oda,intos Las .otos d )a

doc(,ntaci/n s ,(st!an



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TURBINA PELTON

Fi%ura 1. &i'ta ttal (e la turbina Peltn (e un )*rr ()u"enta(a.

Fi%ura !. &i'ta 'u+erir (e una "i)r turbina Peltn real (e un )*rr.

Fi%ura ,. Pr)e' (e "l(ea( (el -labe (e la turbina Peltn.



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TURBINA PELTON

Fi%ura . Detalle (e la )ur/atura (el -labe0 /i't (e'(e el )n(u)t (e entra(a (e lu2.

2* Pl+nos 6)l 6-s)o r)+l-.+6o

Pa!a da!) ) !igo! %so co!!s%ondint a )a ,onog!a.&a- a %a!ti! d

)os !s()tados di,nsiona)s a%)icando tCcnicas d di$(o n so.tKa!

d) ti%o 7AD G7o,%(t! Assistd DsignF con a(da d) so.tKa! DDS

SOLID;ORS- o$t(*i,os ) di$(o '( s !nd!i/ d )os ,is,os

co)o!s d) con(nto o!igina)



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TURBINA PELTON

Fi%ura 3. I'"4tri) (el )n2unt (i'e5a(.



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TURBINA PELTON

Fi%ura 6. Plan (e la )a2a )ntene(ra.



22/25

TURBINA PELTON

Fi%ura 17. Plan (e un -labe.



23/25

TURBINA PELTON

Fi%ura 11. Plan (el rtr.



24/25

TURBINA PELTON

Fi%ura 1!. Plan (el en'a"bla2e (e la "i)r turbina Peltn.



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TURBINA PELTON

Fi%ura' 1,0 11 8 19. &i'ta' (e (etalle en (ierente' +lan' (e la turbina Peltn (e un )*rr.

TURBOMAQUINAS 1

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