kaplan turbina

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hidraulica

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  • Leonardo Parada C.Juan Carlos Barragn Andrs Gil

  • La turbina hidrulica es una turbo mquina motora, y por tanto esencialmente es una bomba rotodinmica que trabaja a la inversa. Una turbina absorbe energa del fluido y restituye energa mecnica. Tericamente suministrando energa hidrulica a la mquina, e invirtiendo el flujo, una bomba podra trabajar como turbina.

  • Los elementos constitutivos de una turbina son anlogos a los de una bomba, pero dispuestos en orden inverso.

    Canal de llegada (lamina libre) o tubera forzada. Es la tubera de impulsin en una bombaCaja espiral. Es la que transforma la presin en velocidadDistribuidor. Es le que transforma presin en velocidad y acta como toberaRodete. A las bombas centrfugas con flujo en el rodete hacia el exterior corresponde el tipo de turbinas centrpetas, con flujo en el rodete hacia el interior.Tubo de aspiracin. Es el rgano de desage, pero se llama tubo de aspiracin porque crea una aspiracin o depresin a la salida del rodete.

  • Las turbinas Kaplan son turbinas de agua de reaccin de flujo axial, con un rodete que funciona de manera semejante a la hlice de un barco

    Se emplean en saltos de pequea altura (alrededor de 50 m y menores alturas), con caudales medios y grandes (aproximadamente de 15 m3/s en adelante)

  • Segn el grado de reaccin: se clasifican en dos grupos: turbinas de accin y turbinas de reaccin.El grado reaccin de una turbomquina se refiere al modo cmo trabaja el rodete. El cociente de la altura que da o absorbe el rodete en forma de presin por la altura total que da o absorbe el rodete.

  • Las turbinas tipo Kaplan son turbinas de admisin total y clasificadas como turbinas de reaccin

    Maneja mayores velocidades especificas (ns) que una turbina Francis.

    Turbinas Kaplan de reaccin de flujo axial hlice de alabes orientables.

  • Salto neto H(m)2 70Dimetro exterior del rodete (m) 1,0 10,5Potencia en el eje (MW) Hasta 250

  • El rodete est compuesto por unas pocas palas, que le confieren forma de hlice de barco; cuando stas sean fijas, se llama turbina hlice, mientras que si son orientables se denominan turbinas Kaplan; en ambos casos las turbinas funcionan con un nico sentido de giro de rotacin; son pues turbinas irreversibles.

  • Si la entrada del agua (1) se efecta sin choque, la superficie del labe debe estar en una direccin tangente a la velocidad relativa de entrada del agua w1, por lo que el labe tiene que ser, por lo que respecta a su altura, en la parte central e inicial, bastante vertical.

  • En la parte final del labe, a la salida, ste se presenta ms aplanado y la velocidad c 2 debe ser prcticamente axial.

    El nmero de palas o alabes

    Z = De/t

  • En las turbinas Kaplan, todas y cada una de las palas del rotor estn dotadas de libertad de movimiento, pudiendo orientarse dentro de ciertos lmites sobre sus asientos respectivos situados en el ncleo, llamado tambin cubo del rodete, adoptando posiciones de mayor o menor inclinacin respecto al eje de la turbina segn rdenes recibidas del regulador de velocidad

  • Para lograr el control adecuado de las palas del rotor, tanto el ncleo del rotor, como el eje de turbina, permiten alojar en su interior los distintos dispositivos mecnicos, tales como servomotores, palancas, bielas, destinados a dicho fin.

  • El flujo a nivel de distribuidor, en una turbina Kaplan, se presenta radial, mientras que pasa a ser axial al alcanzar el rodete.

  • Una de las caractersticas fundamentales de las turbinas Kaplan constituye el hecho que las palas del rotor estn situadas a una cota ms baja que la cota del distribuidor, de modo que el flujo del agua incide sobre las palas en su parte posterior en direccin paralela al eje de la turbina

  • a) El grado de apertura x del distribuidorb) El aumento del ngulo 0 girado por los labes mvilesc) La disminucin de la solidez del enrejado de labes l/t, es decir , con la disminucin de .d) El aumento del rendimiento hidrulico

  • Curvas de rendimientos de los diversos tipos de turbinas en funcin del caudal Curvas caractersticas universales de una turbina kaplan

  • La figura representa una central de agua fluyente de pequea altura equipada conturbinas Kaplan:

  • Compuerta de admisin al turbina. Solo cuando se cierra esta compuerta la turbina quede sin agua.

    Distribuidor.

    3. Rodete como la turbina Kaplan es mucho mas costosa que la helice. A veces se equipa una central de pequea altura con turbinas de helice y Kaplan. Por ejemplo una central de 50000 Kw se podria equipar con una turbina helice de 25000Kw y otra Kaplan de 25000Kw. Si la carga de la central es se hara fncionar solo la turbina helice a plena carga con ptimo rendimiento. Si la carga desciende a funcionara solo la Kaplan a de la carga con rendimiento muy bueno.

  • 4. Tubo de aspiracion. Ha de ser un tubo acodado. Estos suelen ser de hormign, con freuencia blindados con chapa y de forma cuidadosamente estudiada para ptimo rendiiento, pasando de una seccin circular a una rectangula.

  • La turbina termina en la seccion de salida s. el rendimiento de la turbina de estas centrales de poca altura, depende tanto del tubo de aspiracin como del rodete. La funcion del tubo de aspiracion en estas centrales es recobrar la altura de velociad que sale del rodete, que en los saltos de poca altura llega a vaer hasta la mitad de la altura neta. Si no hubiera tubo de aspiracion el renciietno hidraulico seria inferior al 50 %, con el tubo de aspiracion puede llegar a ser superior del 90%.

  • La turbina es el equipo en el cual se transforma la energa hidrulica en mecnica, esta acoplada directamente al generador y ambos atienden la demanda elctrica. Segn la forma como la turbina transforma la energa cintica en mecnica pueden agruparse de la siguiente forma: Turbina de reaccin: el agua entra a presin y en los conductos mviles del rodete cambia la direccin y aceleracin en ella la presin esttica disminuya entra la entrada y la salida del rodete. Turbina de accin. El agua entra si presin, a presin atmosfrica y cambia solamente la direccin ms no la aceleracin, en ella permanece constante la presin esttica tanto a la entrada como a la salida del rodete. En funcin como se mueve le agua dentro de la turbina estas se clasifican en: Axiales: cuando el agua va paralela al eje. Radiales: si tienen su movimiento en direccin del radio. Centrifuga: cuando el agua va de adentro hacia a fuera.

    Centrpeta: cuando el agua va de afuera hacia adentro. Mixtas: cuando el agua entra radial mente y sale axialmente.

    31 425 TURBINA PELTON PROVISTA DE DOS TOBERAS

    Por el modo de admisin del agua se clasifican en:

    Admisin total: cuando el agua entra por todo el contorno del rodete. Admisin parcial: cuando el agua entra por todo el rodete. Admisin interior: cuando el agua se admite por todo el interior del rodete (turbinas centrifugas).

    Admisin exterior: cuando el distribuidor esta colocado en el contorno exterior (turbina centrpeta).