hidromecanica turbinas y plantas de bombeo

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UNIVERSIDAD DE LOS ALTOS DE CHIAPAS PLANTAS DE Bombeó Y TEORIA GENERAL DE LAS TURBINAS EXPONENTES: RAMIRO SANCHEZ LOPEZ FLAVIO PEREZ FLORES DIEGO ARMANDO CRUZ ROSALES CATEDRATICO: GABRIEL VILLAFUERTE RUIZ 31-03-2014

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UNIVERSIDAD DE LOS ALTOS DE CHIAPAS

PLANTAS DE Bombe Y TEORIA GENERAL DE LAS TURBINASEXPONENTES:RAMIRO SANCHEZ LOPEZFLAVIO PEREZ FLORESDIEGO ARMANDO CRUZ ROSALES CATEDRATICO: GABRIEL VILLAFUERTE RUIZ31-03-2014Siendo el agua muy importante para la vida y para el desarrollo de las comunidades y ciudades, por lo que la ausencia de esta provoca el retraso yafecta en el diario vivir de las personas que viven en estos lugares donde por problemas, no porque no tengan agua si nopor la dificultad de transportarla desde un nivel bajo a otro de mayoraltura.

Habiendotantassolucionesquepara solventarestaproblemtica en donde podemos tener alternativa de las plantas de Bombeo.INTRODUCCIONLasplantas de bombeo:son estructuras destinadas a elevar unFluidodesde un nivelenergticoinicial a un nivel energtico mayor, en donde se ubican los tanques de almacenamiento y distribucin para que luego el agua llegue por gravedad a los distintos sectores de la comunidad. Su uso es muy extendido en los varios campos de la ingeniera. PLANTAS DE BOMBEO

Cuando la energa hidrulica de que se dispone en un conducto a presin no es suficiente para cumplir con los requerimientos del diseo, se instalan estaciones de bombeo en las cuales se incrementa la energa existente mediante la aplicacin de una energa extrema.

La estacin de bombeo consta de una o varias bombas con sus correspondientes pozos de bombeo, tuberas de succin y descarga, y de las instalaciones civiles y electromecnicas adecuadas para su operacin.

REDES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE, donde su uso es casi obligatorio, salvo en situaciones de centros poblados prximos de cadenas montaosas, conmanantialessituados a una cota mayor.

RED DE ALCANTARILLADO, cuando los centros poblados se sitan en zonas muy planas, para evitar que las alcantarillas estn a profundidades mayores a los 4 - 5 m.

SISTEMA DE RIEGO, en este caso son imprescindibles si el riego es con agua depozosno artesianos.

SISTEMA DE DRENAJE, cuando el terreno a drenar tiene una cota inferior al recipiente de las aguas drenadas.En muchas plantas de tratamiento, tanto deagua potablecomo deaguas servidas, cuando no puede disponerse de desniveles suficientes en el terreno.UTILIZACION DE LAS PLANTAS DE BOMBEORejas.Cmara de succin.Lasbombaspropiamente dichas.Lnea de impulsin.Servicios auxiliares:-Dispositivos de proteccin contra elgolpe de ariete.-Lnea de alimentacin deenerga elctrica o instalacin para almacenamiento decombustible.-Sistema de monitoreo y telecomunicaciones

PARTES QUE INTEGRAN UNA PLANTA DE BOMBEOSe acostumbra clasificar las estaciones de bombeo para agua potable en:

Primarias: son las que toman el agua de alguna fuente de Abastecimiento o de algn crcamo, y la elevan a otro almacenamiento, al tratamiento, a la red directamente o a una combinacin de ellas. Secundarias: son las que mejoran las condiciones de una primaria incrementando presin o gasto, pero con la alimentacin deuna estacin primaria..

TIPOS DE plantas DE BOMBEOLas estaciones primarias pueden construirse bsicamente de dos tipos:

a)Estaciones de dos cmaras. Se consideran dos cmaras o crcamos. En uno se tendr la entrada del agua y un deposito que sirva para conectar la succin; en el otro, que se denomina cmara seca, se colocan los equipos de bombeo. La primera cmara puede no existir como tal, sino que puede sersimplemente una fuente natural.

b)Estacionesdeunacmara.Generalmenteseusanpara bombas de eje vertical o sumergible y consisten de una sola cmara donde se tiene la entrada del agua, el almacenamiento necesario y los equipos de bombeo, antesmencionados

Las bombas mas utilizadas en el sector de agua potable son las bombas de tipo centrifuga.

De acuerdo con su tipo de succin pueden ser: Simple succin. Doble succin.

Las bombas, segn la direccin de su flujo, son: De flujo radial De flujo axial De flujo mixto

Las bombas, por la posicin de su flecha, son: Bombas horizontales Bombas verticales Bombas con motor sumergido

bombas que forman parte de una planta de bombeo

Bombas horizontales

Bombas verticales

Bombas con motor sumergido Para el buen funcionamiento de la planta de bombeo es necesario que est compuesta por dispositivos y piezas especiales, cuya funcin sea, regular, controlar, y medir el flujo producido por el equipo de bombeo.

Los dispositivos utilizados en la descarga, sern: Vlvula de admisin y expulsin de aire. Manmetro. Vlvula de no retorno (check). Vlvula de seccionamiento. Vlvula de seguridad o aliviadora de presin.

Vlvula de admisin y expulsin de aire

Vlvula manmetro

Vlvula check

Vlvula de seccionamiento

Vlvula aliviadora de presin Este tipo de estructuras se utiliza en casos en los que se desea enviar el agua a una cota superior a la del embalse.

En abastecimiento de poblaciones puede ser necesario bombear aunque la presa est ubicada en una cota inferior a la del embalse.

Esto con el fin de compensar prdidas y proporcionar una presin residual suficiente.

Bombeo sobre presas

Las Plantas de Bombeo reciben las aguas residuales crudas provenientes de los crcamos de bombeo y transportadas por el sistema de alcantarillado de un rea o zona de influencia y por gravedad terminan en colectores que conectan con la Planta. Su propsito es recibir grandes volmenes de agua residual y despus de un pretratamiento enviarlos a las Plantas de Tratamiento.

Las plantas de bombeo estn equipadas con cribas de limpieza automticas para el retiro de slidos flotantes; desarenadores mecnicos para separar slidos sedimentables, como lodo, arenillas, etc.; equipos de bombeo; sistemas de telemetra para monitorear parmetros elctricos, niveles de agua y medicin de flujo; cuarto de operacin y controles; generador de energa; sistemas de suavizacin de agua para lubricacin de equipos y estaciones de dosificacin de productos qumicos, para controlar la emisin de malos olores.Plantas de bombeo de aguas residuales

TURBINAS Y TURBOMAQUINASUna central elctrica es una instalacin capaz de transformar algn tipo de energa primaria (trmica, nuclear, solar, elica, del mar, hidrulica, etc.), en energa mecnica, que a su vez producir, mediante otra transformacin, energa elctrica apta para el consumo.CENTRALES HIDROELCTRICAS.

En este tipo de centrales es el agua la componente bsica. sta, con corrientes naturales o artificiales, por efecto de un desnivel, transforma la energa cintica de la misma en energa mecnica, accionando un grupo de turbina-alternador, que dar lugar a la produccin de energa elctrica.

CENTRALES TRMICAS.

Estas centrales utilizan como materiales primarios los combustibles fsiles (carbn, fuelleo, gas, etc.). Estos combustibles son quemados en una caldera, generndose as una energa calorfica que vaporiza el agua que circula por una serie de conductos. Este vapor de agua acciona las palas de una turbina, convirtiendo la energa calorfica en energa mecnica, la cual da lugar a continuacin, y mediante el correspondiente alternador, a la generacin de energa elctrica.

LA ENERGA GEOTRMICA.

La energa geotrmica es la energa natural almacenada en la Tierra a profundidades lo suficientemente cercanas a la superficie en forma de calor, para que pueda salir y utilizarse en la generacin de energa elctrica, o bien, para usarla como energa trmica.

ENERGIA ELICA.

La fuente de energa elica es el viento, o mejor dicho la energa mecnica que, en forma de energa cintica transporta el aire en movimiento. El viento es originado por el desigual calentamiento de la superficie de nuestro planeta, formando movimientos convectivos de la masa atmosfrica.

CENTRALES NUCLEARES.

Estas centrales utilizan para la generacin de la fuerza primaria la fisin de tomos de uranio por impacto de un neutrn, esta fisin provoca la liberacin de una gran cantidad de energa, que calienta el fluido que circula por una serie de tubos, convirtindolo en un vapor que, a su vez, acciona un grupo turbina-alternador para la produccin de electricidad.

CENTRALES HIDROELECTRICAS.

Las centrales hidroelctricas son quizs las centrales ms conocidas, dado que muchas presas estn surcadas por vas de comunicacin. Estas centrales aprovechan, mediante un desnivel, la energa potencial contenida en el agua que transportan los ros, o que ha sido almacenada previamente en una presa, para convertirla en energa mecnica que accionara los labes de una turbina, y que posteriormente mediante un acoplamiento mecnico solidario al alternador, generar energa elctrica.

30CLASIFICACION DE LAS CENTRALES HIDROELECTRICAS- POR EL FIN:

*centrales que suministran directamente trabajo mecnico.* centrales que suministran solamente energa elctrica.* centrales que suministran energa elctrica y cuyo embalse sirve para; el regado. la navegacin. el suministro de agua a las ciudades. la proteccin contra las inundaciones.

POR LA ALTURA DEL SALTO

* Pequea altura h < 15m* Mediana altura 15 h < 50m* Gran Altura h 50m

- POR EL TIPO DE EMBALSE.* Centrales de agua fluyente o centrales en embalse: Con reserva diaria Sin reserva diaria* Centrales con embalse, alimentadas por recursos naturales* Centrales de acumulacin por bombeo.* Centrales mareomotrices.

- POR LA POTENCIA INSTALADA:* Microcentrales; P> 100 kW* Centrales de pequea potencia (minicentrales); 100 P 500 Kw*Centrales de media potencia; 1 P 10 MW* Centrales de gran potencia: P 10 MWTURBINAS HIDRULICAS.

Una mquina hidrulica es un dispositivo capaz de convertir energa hidrulica en energa mecnica; pueden ser motrices (turbinas), o generatrices (bombas), modificando la energa total de la vena fluida que las atraviesa.Las turbinas se clasifican en:

Turbinas de accin o impulsin

b) Turbinas de reaccin o sobrepresinTURBINAS DE ACCIN.

El agua sale del distribuidor a la presin atmosfrica, y llega al rodete con la misma presin; en estas turbinas, toda la energa potencial del salto se transmite al rodete en forma de energa cintica.

TURBINAS DE REACCIN.

El agua sale del distribuidor con una cierta presin que va disminuyendo a medida que el agua atraviesa los labes del rodete, de forma que, a la salida, la presin puede ser nula o incluso negativa; en estas turbinas el agua circula a presin en el distribuidor y en el rodete y, por lo tanto, la energa potencial del salto se transforma, una parte, en energa cintica, y la otra, en energa de presin.

TURBINAS PELTON

FUNCIONAMIENTO

Las turbinas Pelton son turbinas de chorro libre que se acomodan a la utilizacin de saltos de agua con mucho desnivel y caudales relativamente pequeos, con mrgenes de empleo entre 60 y 1500 metros, consiguindose rendimientos mximos del orden del 90%.

INYECTOR.

El inyector es el rgano regulador del caudal del chorro; consta de una vlvula de aguja cuya carrera determina el grado de apertura del mismo; para poder asegurar el cierre, el dimetro mximo de la aguja tiene que ser superior al de salida del chorro.

El hecho de sustituir un nmero de inyectores de unas dimensiones determinadas, por un mayor nmero de inyectores de dimensiones ms pequeas, permite construir turbinas de mayor dimetro, girando a una velocidad mayor; sin embargo no se deben sobrepasar ciertos lmites impuestos por la necesidad de evacuar el agua convenientemente, as como la fatiga del material de las cucharas sometidas a esfuerzos repetidos, tanto ms frecuentes cuanto mayor sea el nmero de chorros.TURBINA PELTON CON 6 INYECTORESTURBINA PELTON, CON 6 INYECTORES (vista desde planta)

TURBINA FRANCIS.

Las turbinas Francis, son de tipo radial, admisin centrpeta y tubo de aspiracin; siempre se construyen en condiciones de rendimiento mximo, dando lugar a tres tipos fundamentales, lentas, normales y rpidas, diferencindose unas de otras en la forma del rodete.

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TIPOS DE TURBINAS FRANCIS.

EspiralFlujo horizontal

TURBINAS KAPLANLa importancia de las turbinas Kaplan en pequeos saltos con grandes caudales, las hacen idneas tanto en posicin horizontal como vertical; por su similitud con las turbinas Bulbo, empleadas tanto en centrales maremotrices como en algunas minicentrales hidrulicas.

TURBINAS KAPLANMINICENTRALES HIDROELECTRICAS.

Las minicentrales hidroelctricas suelen ser centrales que no alcanzan potencias de 10000W, es decir de 0.01MW. Estas centrales que en el inicio de la industria elctrica espaola, y en general de la mayor parte de pases, fueron la base para la produccin de electricidad en los pequeos ncleos urbanos, ha recibido desde los inicios de los aos 80 una especial atencin por parte del sector elctrico y de la administracin.

TIPOS DE MINITURBINAS.

Gracias.