Mundo de Ingenieros
Historia de las Turbinas Hidraulicas Tipos de Turbinas
Accion y Reaccion
A単o 1 NRO 2 Febrero 2015 Bsf 50,00
Mundo de Ingenieros Directorio General Jorge Zambrano Director Jorge Zambrano Coordinación General Gabriela Jiménez Diagramación y Diseño Gabriela Jiménez Fotografía y Diseño
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Editorial
Actualmente hablamos de un esquema globalizado, que supone la interacción de actividades económicas y culturales, bienes y servicios generados por un sistema con muchos jugadores y actores. Pero lo realmente importante en este juego globalizado es, a la velocidad que se mueven las piezas. En estos momentos donde en el mercado existe un sesgo hacia la híper competencia, el gran juego del mundo se llama velocidad; el mundo se está dividiendo en dos: países rápidos al cambio y países lentos al cambio. Y ¿quién va a sobrevivir?... Nos encontramos ante una realidad que refleja que la polarización de la riqueza cada vez se afianza más y más. La competencia es muy agresiva y tenemos que entrar al mundo del cambio a una altísima velocidad, no podemos esperar.
Contenido Secciones Historia
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Que es una turbina hidraulica Hay que saber
Pasatiempos
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Historia
Historia de las turbinas hidráulicas Los motores hidráulicos precursores de las turbinas son las ruedas hidráulicas. Estas ruedas giraban por la acción del agua (generalmente por gravedad), y su energía se empleaba para elevar agua o mover molinos cuya finalidad fundamental era la de moler el grano de los cereales. Llegaron a alcanzarse buenos rendimientos, de hasta el 80 %; pero tenía el inconveniente de los pequeños caudales que utilizables y de las pequeñas alturas no superiores al diámetro de la rueda que obviamente tenía una limitación.
Sus orígenes se centran, coincidiendo hace referencia a este tipo de
los estudiosos más comprometidos artefactos como nazura, dawlab, ascon el tema, en el Mediterráneo saniya, y hattara, aunque el más oriental. Estrabón cita ya ruedas común resulta ser el de na´ura. elevadoras en el río Nilo. En Egipto se Podemos encontrarnos tanto ruedas han encontrado arcaduces de madera (las más usuales) como de (recipientes cerámicos para recoger el hierro. Los elementos constructivos agua) semejantes a los de las norias, de las misma quedan reflejados en los fechados en una o dos centurias antes siguientes dibujos. de Cristo. Se conoce que Siria tenía Desde mediados del siglo XIX, y con ruedas hidráulicas en la época los avances de la técnica, que Imperial. En el libro Pneumática, que permitieron crear motores hidráulicos se atribuye a Filón de Bizancio (300- más potentes, que pudieran 200 a.C) son tratados aparatos para aprovechar mayores alturas y/o sacar agua, y Vitruvio (de origen caudales. Aparece la turbina, en la que Romano), en su libro Arquitectura, la energía potencial del agua se habla de cuatro tipos de aparatos transforma previamente en energía elevadores de agua, entre ellos la cinética que luego es cedida al rodete. noria, y distingue las impelidas por una corriente superior y las impelidas por una corriente inferior. Una mayor velocidad del agua a su Hacia el año 1000 se registraban en paso por la maquina reduce las Irán un número basto de norias en el secciones por lo que se puede producir rio Ahwaz. Los Árabes hacían potencias importantes con referencia a la ruedas hidráulicas dimensiones relativamente pequeñas como saqiya. Con este termino de la maquina. también se conocía a las norias de tracción animal y la un tipo particular de canales. En diversos tratados se
Jorge Zambrano
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8 Que es una Turbina Hidráulica Una Turbina hidráulica es una turbo máquina motora hidráulica, que aprovecha la energía de un fluido que pasa a través de ella para producir un movimiento de rotación que, transferido mediante un eje, mueve directamente una máquina o bien un generador que transforma la energía mecánica en eléctrica, así son el órgano fundamental de una central hidroeléctrica.
Clasificación
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Por ser turbo máquinas siguen la misma clasificación de estas, y pertenecen, obviamente, al subgrupo de las turbo máquinas hidráulicas y al subgrupo de las turbo máquinas motoras. En el lenguaje común de las turbinas hidráulicas se suele hablar en función de las siguientes clasificaciones: De acuerdo al cambio de presión en el rodete o al grado de reacción Turbinas de acción: Son aquellas en las que el fluido de trabajo no sufre un cambio de presión importante en su paso a través de rodete. Turbinas de reacción: Son aquellas en las que el fluido de trabajo si sufre un cambio de presión importante en su paso a través de rodete.
Hay que saber Para clasificar a una turbina dentro de esta categoría se requiere calcular el grado de reacción de la misma. Las turbinas de acción aprovechan únicamente la velocidad del flujo de agua, mientras que las de reacción aprovechan además la pérdida de presión que se produce en su interior.
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12 De acuerdo al diseño del rodete las turbinas de identifican en: Esta clasificación es la más determinista, ya que entre las distintas de cada género las diferencias sólo pueden ser de tamaño, ángulo de los àlabes o cangilones, o de otras partes de la turbo máquina distinta al rodete. Los tipos más importantes son: Turbina Kaplan: son turbinas axiales, que tienen la particularidad de poder variar el ángulo de sus palas durante su funcionamiento. Están diseñadas para trabajar con saltos de agua pequeños y con grandes caudales.(Turbina de reacción) Turbina Hélice: son exactamente iguales a las turbinas kaplan, pero a diferencia de estas, no son capaces de variar el ángulo de sus palas. Turbina Pelton: Son turbinas de flujo transversal, y de admisión parcial. Directamente de la evolución de los antiguos molinos de agua, y en vez de contar con álabes o palas se dice que tiene cucharas. Están diseñadas para trabajar con saltos de agua muy grandes, pero con caudales pequeños.(Turbina de acción) Turbina Francis: Son turbinas de flujo mixto y de reacción. Existen algunos diseños complejos que son capaces de variar el ángulo de sus álabes durante su funcionamiento. Están diseñadas para trabajar con saltos de agua medios y caudal medios. Turbina Ossberger / Banki / Michell: La turbina OSSBERGER es una turbina de libre desviación, de admisión radial y parcial. Debido a su número específico de revoluciones cuenta entre las turbinas de régimen lento. El distribuidor imprime al chorro de agua una sección rectangular, y éste circula por la corona de paletas del rodete en forma de cilindro, primero desde fuera hacia dentro y, a continuación, después de haber pasado por el interior del rodete, desde dentro hacia fuera.
Análisis interno de las turbinas de acción
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Turbinas de acción: Son aquellas en que el fluido no sufre ningún cambio de presión a través de su paso por el rodete. La presión que el fluido tiene a la entrada en la turbina se reduce hasta la presión atmosférica en la corona directriz, manteniéndose constante en todo el rodete. Su principal característica es que carecen de tubería de aspiración. La principal turbina de acción es la Turbina Pelton, cuyo flujo es tangencial. Se caracterizan por tener un número específico de revoluciones bajo (ns<=30). El distribuidor en estas turbinas se denomina inyector
14 Análisis interno de las turbinas de reacción Turbinas de reacción: Son aquellas en el que el fluido sufre un cambio de presión considerable en su paso por el rodete. El fluido entra en el rodete con una presión superior a la atmosférica y a la salida de éste presenta una depresión. Se caracterizan por presentar una tubería de aspiración, la cual une la salida del rodete con la zona de descarga de fluido. Estas turbinas se pueden dividir atendiendo a la configuración de los álabes. Así, existen las turbinas de álabes fijos (Francis>Flujo diagonal; Hélice->Flujo axial) y turbinas con álabes orientables (Deriaz->Flujo diagonal; Kaplan->Flujo axial). El empleo de álabes orientables permite obtener rendimientos hidráulicos mayores. El rango de aplicación (una aproximación) de las turbinas, de menor a mayor salto es: kaplan-francispelton El número específico de revoluciones es un número común para todas las turbinas/bombas geométricamente semejantes (de menor a mayor es: pelton-francis-kaplan). Cuanto mayor es el número específico de revoluciones, tanto mayor es el riesgo de cavitación de la turbina, es decir, una Turbina Kaplan tiene más probabilidad de que se dé en ella el fenómeno de la cavitación que en una Turbina Francis o una Pelton.
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