Fundamentos de Turbomáquinas Hidráulicas: Componentes, Tipos y Teoremas de Euler

TURBINAS (T)

Componentes T Pelton

1)Repartidor: transformar la E de P  en Ec, sección decreciente 2)Inyector: regular el caudal, mantener cte el modulo de la V (C1), puede ser iinterno o externo) 3)Deflector: elem de seguridad, desviar chorro 4)Sistema de aireación: evitar depresión, garantizar Patm

Talonado

Impacta contra cuchara que no debería de impactar. Anterior (sin escotadura) y posterior (ángulo <4º)

Hilvanado: rel. Con la V del chorro: a elevada Ec, hago girar muy rápido y el chorro puede no contactar o lo contrario

Componentes T reacción: 1)Cámara espiral: distribuir unif el agua a través de todo el rodete y aumentar comp tang de la V 2)Antedistrib: seguir perfilando el flujo y conformar un triang de V obj 3)Distribuidor: regular el caudal con los alabes directrices 4)Rodete: transf Eh en Em, aumentando la V abs a medida que el flujo pasa por la T 5)Aspirador difusor: Aprovechar el desnivel Ha y recuperar en la medida de lo posible la Ec a la salida del rodete

Func Asp-Dif: Q cte y sección creciente ->Disminuye V y aumenta P. Si la descarga es a Patm, la P a la salida del rodete es inf a la atm.. ΔP entre la salida y entrada del rodete es mayor que sin tubo. Mejor conversión Eh->Em. La succión generada viene limitada por la cavitación

Tipos

Kaplan: 1)Kaplan: sistema doble de regulación 2)Hélice: solo distribuidor 3)Semi-Kaplan: sólo alabes.

Ventaja/Desventaja Deriaz

(+):
bomba-turbina, 2 en 1 y cuando H es variable, mejor adaptabilidad. (-):Menor rdto que Kaplan o Francis

Bomba-Turbina

Familia Francis con algunas particularidades: menor nº de alabes y mayor sumergencia (cuando actúa como B)

Triángulos de V

Si Cm=0 -> todo tgcial, se queda fuera. Si Cu=0: partícula pasa pero no genera momento

2do Teorema de Euler

Ee=u1*Cu1-u2*Cu2. Comentarios: es aplicable a liq y gases, no depende de la trayectoria, indep de las condiciones de func, depende de como entra y sale la partícula

Pérdidas (reacción)

1)

Energéticas

Fricción (D,R,A), choque(R), estela y torbellino y V residual 2)Volumetricas 3)Mecánicas: internas(solo Francis, roz agua) y externas (roz cojinetes, juntas...)

Perdidas (Pelton)

1)Energéticas: fricción, desviación, talonada, interferencia 2)Volumetricas (hilvanado)
3)Mecánicas: internas y externas

Rdto volumétrico

Nvol=(Q atraviesa rodete cediendo energía a los alabes)/(Q que se incorpora al rodete)=(Q1-q'-q'')/(Q1)

Instalaciones CCHH

1)Según el servicio que presten: centrales de base, de punta o de reserva

2)Según el tipo de embalse: centrales de agua fluyente, con embalse alimentadas por cursos naturales, de acumulación por bombeo (puro o mixto) y mareomotrices

3)Según la potencia instalada: microcentrales (P

4)Según la altura del salto: centrales de peq altura (H

5)Según la ubí: centrales exteriores, subterráneas o de pozo

Distrib de costes de inversión minihidraulica: 
35% obra civil, 30% maquinaria, 27% sist electr, 8%ing y dirección

Consideraciones mediamientales: efectos hidrológicos, ecológicos y sociales

1er Teorema de Euler

Hipótesis: nº alabes infinitos, fluido ideal, conserv de masa: ec cont y régimen permanente

Si Q=kte y dm=cte

Paredes laterales del tubo sobre el fluido (Fs) y fluido sobre las paredes laterales (R) -> Fs=-R

En TM-s: Fg es despreciable. Fp en Pelton es 0 y en radiales, por simetría, se anulan las F de P