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8/17/2019 Análisis de Turbina Pelton
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Curso: TURBOMAQUINASAlumnos:RAMOS CUIPA JORGE 20127023HCOCA CACERES RANS 201011!0HGON"A#ES "AMORA $ICTOR2010101%G
BA"AN MARTE# MARIO1&%'1273GPro()sor:ING* Ju+n Es,-no.+ Es/r-+
#-m+ P)r
TURBINA PELTON
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TURBINA PELTON
FUNDAMENTO TEÓRICO
TURBINA PELTON:
Son conocidas también como turbinas tangenciales o de impulsión y es la
turbina hidráulica apropiada para aprovechar grandes saltos de agua y
caudales relativamente pequeños.
La turbina pelton, por la sencillez de su construcción y por razones de tipo
hidrodinámico es la que tiene la máxima eiciencia entre todos los motores
hidráulicos. !tra de sus cualidades es que permite el acoplamiento directo con
los generadores eléctricos de alta velocidad, ya que puede proyectarse para
elevadas velocidades tangenciales de rodete.
La dirección del chorro no es realmente axial ni radial si no que es casi
tangencial y de aqu" el nombre de ruedas tangenciales.
La admisión del agua tiene lugar por una o más toberas o boquillas que lanzan
el agua a la rueda con cucharas que giran por este eecto de impacto delchorro.
#l elemento constructivo más importante de las turbinas pelton es la paleta en
orma de doble cuchara, en cierto modo, esta es como una doble paleta de una
turbina de acción, el cual recibe el chorro exactamente en la arista media, en
donde se divide en dos, circulando por la cavidad de la paleta en un arco de
aproximadamente $%&o, contrarrestando mutuamente los empu'es axiales por
cambio de dirección de los dos semichorros. #l recordé dado a las paletas,
tiene por ob'eto permitir la colocación de las boquillas muy próximas a las
primeras de tal orma que el chorro alcance a las paletas en la dirección mas
conveniente.
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TURBINA PELTON
La variación de la cantidad de agua (caudal) para la regulación de la potencia
se consigue actualmente y casi sin excepción por medio de una agu'a o punzón
de orma especial, con cuyo accionamiento se puede estrangular la sección de
la boquilla. #n instalaciones más complicadas que las que nosotros vamos a
ensayar se dispone además de un delector o desviador de chorro, y que
consiste en una supericie metálica que se introduce en medio del chorro y lo
divide, desviando una parte del agua, haciendo que esta salga de la turbina sin
producir eecto *til.
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TURBINA PELTON
+igura boquilla que dispara el chorro de agua
Los rodetes para turbinas -elton de pequeña potencia se construyen de una
sola pieza, es decir, con los alabes ormando cuerpo con la rueda. -ara $&
turbinas -elton de gran potencia los alabes o cucharas se hacen desmontables
y su'etos a la rueda por medio de tornillos, de esta manera, pueden sustituirse
los alabes cuando sea necesario, sin necesidad de desmontar el rodete o
rueda.
-ara el rodete se emplea acero undido, generalmente para los alabes mas
sometidos a los eectos de corrosión y de cavitación, se utiliza acero undido, el
acero undido especial o el acero inoxidable. #l hierro undido no se emplea
más que para rodetes de una sola pieza y pequeñas potencias. +inalmente, el
punzón o agua que regula el caudal del agua lanzando sobre los alabes está
abricado, casi siempre, de acero inoxidable o de bronce, con la punta
intercambiable para poderla reponer ácilmente cuando sea preciso.
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TURBINA PELTON
EQUIPOS E INSTRUMENTOS:
1. Turbina Peltn:/ 0arca1 2rmield 3ydraulic #ngineering, #ngland./ 4ipo1 & -elton 056/ Serie1 6&7$ /7$/ 2ltura1 $8 pies 9: ; m
/ 3-
+igura 7 turbina pelton
!. Mtb"ba:/ 0otor1 ?e@man
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TURBINA PELTON
/ 4ipo1 6$ AA $%%$ >> ?o-B6B8&$/ -otencia1 8. 3-/
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TURBINA PELTON
TRIANGULOS DE VELOCIDAD EN LA ENTRADA (1)
S sa$ %o! to!&a '("
C 1=φ√ 2∗g∗ H
C 1=0.98√ 2∗9.81∗53
C 1=31.6019m / s
S consid!a ' )a *)ocidad tangncia) d nt!ada s a%!o+i,ada,nt )a
,itad '( )a *)ocidad a$so)(ta d nt!ada- %o! )o tanto"
U 1=15.8010 m/s
W 1=15.8010m /s
Usa,os )a sig(int ./!,()a %a!a 0a))a! ) n,!o d !*o)(cions a )a ' s
nc(nt!a gi!ando )a t(!$ina
U 1=
πDN
60
15.8010=π ∗0.18∗ N
60
N =1676.5 RPM
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TURBINA PELTON
TRIANGULOS DE VELOCIDAD EN LASALIDA (2)
Usa!,os )a sig(int !)aci/n %a!a
ncont!a!W
2 "
K =W
2
W 1
1=W
2
15.8010
W 2=15.8010m /s
a '( 1 2 stán a) ,is,o !adio ntoncs"
U 1=U
2
U 2=15.8010m/s
A0o!a d) t!iáng()o %a!a 0a))a!C
2 a%)ica,os ) d cosnos"
C 22=U 2
2+W 2
2−2U 2W 2cos β2
C 22=15.8010
2+15.8010
2−2∗15.8010∗15.8010∗cos10
C 2=2.7543m/ s
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TURBINA PELTON
7a)c()o d) ca(da)"
Q=π ∗d2∗C 1
4
Q=π ∗0.0167 2∗31.602
4
Q=0.0069
TRIÁNGULOS DEVELOCIDADES
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TURBINA PELTON
RESULTADOS OBTENIDOS
ENTRADA SALIDA
U1156919
,:s U2 156919,:s
;1 156919,:s ;2
156919,:s
71 31#921,:s 72
2543,:s
AN
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TURBINA PELTON
NUMEROS ADIMENSIONALES PARA LA
TURBINA PELTON
CIFRA DE PRESION:
Ѱ =2∗g∗ H
U 2
Ѱ =2∗9.81∗53
15.80102
Ѱ =4.1649
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TURBINA PELTON
CIFRA DE CAUDAL:
φ= Q
U 2∗π
4∗ D
2
2
φ= 0.0069
15.8010∗π
4∗0.18
2
φ=¿ 0*0172
CIFRA DE POTENCIA:
^ P= P
ρ∗ N 3∗ D p5
^ P= 3728.4
1000∗16763∗0.18
5
^ P=¿ 0*00000'2
NUMERO ESPECICO 4E CAU4A#: N q= N ∗Q1/2
H 3/4
N q=7.1011
NUMERO ESPECICO 4E POTENCIA: N s= N ∗ P1/2
H 5 /4
N s=26.2152
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TURBINA PELTON
A#TURA 4E EU#ER
H R =U
2
g (C
1!−C 2!)
H R =50.5586
4IAMETRO ESPECICO:
" = D∗ H
1 /4
Q1/2
" =5.8375
RESULTADOS OBTENIDOS
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TURBINA PELTON
7I>RAS
PRESION 41#48
7AUDAL 9912
POTEN7IA 99942
NUMEROSESPE7I>I7OS
N' 1911
Ns 2#2152
S)cciona,os ) anc0o d á)a$"
B=3.3 # ds
Tnindo n c(nta ds? 991#,
B=3.3 # ds=0.05511m
Pa!a ca)c()a! ) n,!o d a)a$s %od,os 0ac! (so d )a sig(int
!)aci/n"
E) *a)o! d " (sado .("
" =d0
D
" =0.0167
0.18=0.0927
Entoncs
$=15+1
2"
$=16%&'(es
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TURBINA PELTON
CONCLUSIONES
1 S conc)( '( %a!a )as ca!act!&sticas o %a!á,t!os d dis@o
sta$)cidos a) inicio- s )og!a !dis@a! )a t(!$ina P)ton con todas
s(s di,nsions- stando )os %)anos ) di$(o na) n ) an+o 2
2 La co,%acidad d) sg(ndo dis@o s s(%!io! a )a d) %!i,!o
o%tando na),nt %o! st- a '( %!od(c )a ,is,a cantidad d%otncia- %!o con (n ta,a@o ,no! (n ,no! n,!o d á)a$s-
)o '( s t!ad(c n a0o!!o d ,at!ia)
3 7onc)(i,os '( %a!a o$tn! (n .!c(ncia no,ina) d n!g&a
gn!ada- s !'(i! a(sta! )os !s()tados o$tnidos %a!a '( san
ig(a) a )a .!c(ncia s&nc!ona d) gn!ado!- a '( sta d%nd d)
n,!o d %o)os- sta cantidad no %(d s! i,%a! a '( d s!
as&- sgn )a to!&a d )as ,á'(inas )Cct!icas !otati*as- (n n,!o
%a! d %o)os s ca%a d gn!a! ) to!'( )ct!o,agnCtico
ncsa!io %!o*nint d) stato! %a!a ind(ci! n ) !oto! ),o*i,into !otaciona) dsado- sindo n st caso- cont!a!io a
'( .(nciona!&a co,o gn!ado!F
4 Pa!a dis@a! (na t(!$ina P)ton- %!i,!o d$,os tn! n c(nta
'( )a ca&da d ag(a sa g!and a)t(!a godCsicaF- )(go con )a
%otncia nos %od!,os !.!i! a g!ácos- ta$)as c!it!ios d dis@o
%a!a s( %/st(,a !a)iaci/n
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TURBINA PELTON
BIBLIO#RAFIA
• Matai+ 7)a(dio GT(!$o,á'(inas Hid!á()icas 4ta dici/n- Edito!ia)
I7AI
• Matai+ 7)a(dio GMcánica d >)(idos ,á'(inas 0id!á()icas 2da
dici/n- Edito!ia) I7AI
• 7)as n=3- ,á'(inas )Cct!icas !otati*as ML224- dada %o! ) ingni!o
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TURBINA PELTON
ANE$OS
1* Tur-n+ P)l5on 6o/um)n5+6+*
Ants d inicia! ) dis@o d )a ,onog!a.&a- .(i,os a ,di! a t!ata! d
o$tn! (n ,od)o $as d (na t(!$ina P)ton !a)- d 1 J; d %otncia
con ns inst!(cti*os Esta t(!$ina c(nta con s( %!o%io stato!- s(
d s(stntaci/n con coints !oda,intos Las .otos d )a
doc(,ntaci/n s ,(st!an
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Fi%ura 1. &i'ta ttal (e la turbina Peltn (e un )*rr ()u"enta(a.
Fi%ura !. &i'ta 'u+erir (e una "i)r turbina Peltn real (e un )*rr.
Fi%ura ,. Pr)e' (e "l(ea( (el -labe (e la turbina Peltn.
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TURBINA PELTON
Fi%ura . Detalle (e la )ur/atura (el -labe0 /i't (e'(e el )n(u)t (e entra(a (e lu2.
2* Pl+nos 6)l 6-s)o r)+l-.+6o
Pa!a da!) ) !igo! %so co!!s%ondint a )a ,onog!a.&a- a %a!ti! d
)os !s()tados di,nsiona)s a%)icando tCcnicas d di$(o n so.tKa!
d) ti%o 7AD G7o,%(t! Assistd DsignF con a(da d) so.tKa! DDS
SOLID;ORS- o$t(*i,os ) di$(o '( s !nd!i/ d )os ,is,os
co)o!s d) con(nto o!igina)
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Fi%ura 3. I'"4tri) (el )n2unt (i'e5a(.
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Fi%ura 6. Plan (e la )a2a )ntene(ra.
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TURBINA PELTON
Fi%ura 17. Plan (e un -labe.
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TURBINA PELTON
Fi%ura 11. Plan (el rtr.
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TURBINA PELTON
Fi%ura 1!. Plan (el en'a"bla2e (e la "i)r turbina Peltn.
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TURBINA PELTON
Fi%ura' 1,0 11 8 19. &i'ta' (e (etalle en (ierente' +lan' (e la turbina Peltn (e un )*rr.
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