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Escuela de Ingeniería Mecánica y Energia

DISEÑO Y CALCULO DE UNA TURBINA MICHELL BANKI

Turbina Michell Banki “TURBOMAQUINAS”

Ms. Ing. Luis Julca Verastegui

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Escuela de Ingeniería Mecánica y EnergiaQmax Qmin Hmax Hmin Pot. Nominal (KW)5 1 55 15 1000

ALGORITMO DE DISEÑO PARA LA TURBINA MICHELL BANKI

1) CÁLCULO DEL RENDIMIENTO INTERNO TEORICO:

N ¿=∅ 2 (1−tg2α )donde (0.96≤∅ ≤0.98 )(14 ≤α ≤18)

⇒N ¿=(0,982 )(1−( tg18 )2 )=0,8590

2) CÁLCULO DEL RENDIMIENTO INTERNO REAL:

N i=a .N ¿ donde(a=0.95coeficientede fuga del caudal)

⇒N i=0,95. (0,8590 )=0,8160

3) CÁLCULO DEL RENDIMIENTO TOTAL:

NT=N i .N m. N v ,(0.85≤N ¿¿m≤0.92)N v=1¿

⇒NT=0,8160.(0,92) x1=0,7507

4) CÁLCULO DE LA POTENCIA NOMINAL O DE DISEÑO:

P= ρ. g .Q . H .NT ;110.47 ≤P≤2025.20(KW )

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Escuela de Ingeniería Mecánica y EnergiaPmin=ρ .g .Qmin . Hmin . NT

Pmin= (1000 kgr/m3) (9.81m/s2) (1 m3/s) (15m) (0.7507) = 110.47kw

Pmax=ρ .g .Qmax . Hmax . NT

Pmax= (1000 kgr/m3) (9.81m/s2) (5 m3/s) (55m) (0.7507) = 2025.20kw

PNOMINAL= 1000 KW

5) CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DE ROTACION:

N=38.3Q−1/2 . H 3 /4(rpm) H¿Hmax+Hmin

2=55+15

2=35m

Verificar la potencia nominal de 1000 KW, Utilizare 2.47m3/s y 55m

N=38.3(2.47m3/s )−1/2 .(55m)3/4=492.18 rpm

6) CÁLCULO DE LA VELOCIDAD ESPECIFICA:

DE CAUDAL: ( 40≤ Nq ≤180 )

Nq=3N Q1 /2 .H−3/4

Nq=3 . (492 .18 rpm ) (2 .47m3/s )12 . (55m )

−34 =¿114.90

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Q¿Qmax+Qmin

2=5+12

=3m3/ s

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DE POTENCIA : ( 45 ≤ Ns≤250 )

N s=N P1/2 . H−5 /4

N s=(492.18 rpm ) (1000kw )12 . (55m )

−54 =103.91m / s

7) CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DE ENTRADA :

C=4 ,43∅ √H (0,96 ≤ ∅ ≤0 ,98¿

C = 4,43 (0,98)√55 = 32.20 m/s

8) CÁLCULO DE LAVELOCIDAD TANGENCIAL:

U=¿ C

2COSα 14 ≤ α≤ 18

U=¿ 32.202cos (18)

=16.93 m/s

9) CÁLCULO DEL DIAMETRO DEL ROTOR:

D=19,08 UN

D=19,08 ( 16.93492.18 )=0.656m=656mm

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Escuela de Ingeniería Mecánica y Energia10) CÁLCULO DEL DIAMETRO INTERNO DEL ROTOR:

Di=0,58.D

Di=0,58. (0,656 )=0,380m

11) CÁLCULO DEL NUMERO DE ALABES DEL ROTOR:

Z=0,10 π ( Dep );ep=espesorde la tuberiacircularpara los alabes ,

ep=7.5mm

Se fabricará los álabes de tuberías o plancha rolada con este espesor

Z=0,10 π ( 656mm7.5mm )=27.48=28alabes

12) CÁLCULO DEL PASO EXTERNO DE LOS ALABES:

T i=πDZ

T i=π0,656m28

=0,0736m

13) CÁLCULO DEL ANCHO DEL INYECTOR:

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Escuela de Ingeniería Mecánica y EnergiaBi=

0,96Q

√H D

Bi=0,96(2.47m3/ s)√55m(0,656m)

=0.487m

14) CÁLCULO DEL ANCHO DEL ROTOR:

B=1,25 Bi

B=1,25 (0,487m )=0.609m

15) CÁLCULO DEL ANGULO DE ABERTURA DEL INYECTOR:

δ= 360.a .Q(π . D−ep .Z ) .Bi .C . senα

δ=360. (0,95 ) .(2.47m3/s)

¿¿

16) CÁLCULO DEL DIAMETRO MAXIMO DEL EJE DEL ROTOR

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Escuela de Ingeniería Mecánica y EnergiaL=0,5Di(√1+sen2 (2α )( D

Di)4)

−1

L=0,5. (0,380m )(√1+sen2 (2x 18 )( 0,656m0,380m )

4)−1

=0,09419m

δmax=2L

δmax=2x (0,09419m )=0,188m

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