INFORME 3 TURBINA PELTON

INTRODUCCIÓN

Como se ha visto en clase la generación de energía es un proceso de gran importancia, para esto se necesita de una serie de fenómenos de energía, para que haga girar una gran rueda, conectada aun rotor con corriente DC de muy bajo voltaje, cuando se gira el rotor, se va a magnetizar y este fenómeno magnético es el que le hace llegar un gran voltaje al estator del generador. Para que este fenómeno ocurra se debe tener una gran cantidad de energía hidráulica la cual la da el agua que hace de una gran altura y llega a girar una serie de turbinas, una de estas es la Pelton, la cual es de las turbinas mas usadas en las grandes hidroelectricas, por la forma de sus alabes que tienen forma de cuchara, esta turbina esta descrita en el laboratorio y en el siguiente informe.

MARCO TEORICO

TURBINA PELTON

La turbina Pelton denominada también de impulsión o chorro libre, es obra del ingeniero estadounidense Lester Allen Pelton, y se comenzó a emplear en 1889.

 Los elementos fundamentales de los que consta una turbina pelton, son un distribuidor denominado inyector (formado por una tobera y regulado por una aguja) y el rotor como se muestra a continuación.

EL INYECTOR: Es una prolongación de la tubería forzada de alimentación, que termina en una tobera o boquilla de forma convergente y tiene como misión u objetivo conducir el fluido hasta el rodete, convertir la energía de presión en energía cinética y regular el caudal. La energía disponible en el salto llega prácticamente en forma de presión a la entrada del inyector, y es transformada a lo largo de el en energía cinética.

LA PANTALLA DEFLECTORA: Las turbinas Pelton están instaladas generalmente en grandes alturas de caída. Si por cualquier razón queda desacoplada del alternador, o simplemente si la carga solicitada al mismo, y por tanto a la turbina se anulara repentinamente; habría que cerrar bruscamente el inyector para evitar el embalamiento de la turbina. Sin embargo un cierre rápido del inyector lleva consigo la casi seguridad de que se produzca golpe de ariete en la tubería forzada. es necesario cerrar lentamente el inyector ( en 30 o 40 segundos) y desviar durante este tiempo el chorro de su camino hacia los alabes del rotor, cosa que se consigue mediante el accionamiento de un elemento llamado pantalla deflectora o deflector.  El deflector puede adoptar estas dos disposiciones.

EL ROTOR: Es una rueda circular con un cierto numero de alabes. El chorro que sale del inyector y que esta situado en el plano del rotor incide tangencial mente sobre los alabes que, por su forma especial, reciben el nombre de cucharas, y su numero y tamaño, dependen de las caracteristicas de la instalacion: Sí la velocidad especifica es pequeña habra muchas cucharas de pequeño tamaño, y si la velocidad especifica es elevada se requeriran cucharas mayores  en tamaño y en menor numero.

las formas y dimensiones principales de las cucharas estan representadas en la figura que se muestra a continuación, y en ellas, la desviacion del agua no debe ser muy brusca (porque se producirían grandes perdidas), ni muy suave (implicaría un alabe de gran tamaño). No obstante existen unas formulas empiricas que proporcionan las dimensiones de las cucharas.

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO

El equipo esta conformado principalmente por una base que es la que sostiene a la turbina pelton y sus accesorios como el inyector , la tobera y su aguja, por debajo de esta placa base esta ubicada la bomba la cual es la que bombea agua hacia la turbina haciéndola girar, la entrada a la tobera que es por donde el agua a presión entra por el mecanismo hacia la tobera, una regulación de la tobera la cual modifica el caudal que entra a la turbina, la aguja de la tobera que viene dentro de la regulación, esta puede impedir el paso del agua o fluido, una carcasa de la turbina la cual la protege, el manómetro el cual es el dispositivo usado para medir presiones, esta en bares,el dispositivo de freno que es por el cual le ponemos carga a la turbina , y por ultimo una salida de la carcasa donde sale el fluido cuando la turbina le ha absorbido toda su energía para que esta gire. 

TOMA DE DATOS

ANÁLISIS DE DATOS

segun los datos obtenidos la energía con la que llega el fluido a la turbina, se va perdiendo a medida que llega a los alabes, el par motor es la potencia que se tiene a a salida de la turbina, la fuerza de frenado es la oposicion que hace la turbina a moverse por efecto del fluido.

Segun los datos del laboratorio no pudimos determinar todas las potencias ya que faltaron datos que no fueron medidos en el laboratorio como caudal en el segundo experimento.

A mayor frenado menor potencia hidráulica, menor altura hidráulica y la presión a la entrada de la turbina es mayor.

tenemos que tener en cuenta la cavitacion existente en la turbina para que este no afecte nuestro sistema, cambiando algunos factores como la tobera para regular el caudal con su aguja, o la carga que le hacemos al par motor de salida, es por esto que tenemos que tener en cuenta todos estos factores que pueden afectar negativamente a nuestro diseño hidráulico de generación de energía.

CONCLUSIONES

• CONOCIMOS COMO ESTUDIANTES CUAL ES EL COMPORTAMIENTO DE UNA RUEDA PELTON PARA GENERACION HIDRAULICA,Y ESTA NOS PERMITIO CONOCER CUALES SON LOS CALCULOS MAS IMPORTANTES QUE SE DEBEN REALIZAR DENTRO DE UN SISTEMA DE ESTE TIPO. PARA ELLO DETERMINAMOS LOS SIGUIENTES CALCULOS
• EL PAR MOTOR
• POTENCIA EN EL ARBOL DE LA TURBINA
• POTENCIA GENERADA POR LA RUEDA