Trabajo domiciliario n 6

Kevin ostos julca Trabajo domiciliario n 6

Tema n1 Se trata de proyectar los equipos de una central hidroelctrica cuyos datos son: Caudal 14 m3/seg. Las aguas vienen por un conducto rectangular de 3400 metros de longitud, de dimensiones base como 2.5 metros y altura 1 metro llegan a una cmara de carga en forma de paraleleppedo (rectangular) donde deben reservar el agua el tiempo suficiente para que las turbinas empiecen a funcionar. El tiempo de cierre de la vlvula es de 4 segundos. Calcular las caractersticas del canal Determinar el dimetro y espesor del conducto forzado (teniendo en cuenta las condiciones finales). Calcular la potencia de la central hidroelctrica. Precisar las caractersticas de las tuberas llegada y las turbinas que sern necesarias si los generadores son de 8 polos y la frecuencia es de 60 ciclos. Disear las caractersticas que tendrn las turbinas seleccionadas y en un grfico indicar su colocacin. Nota: El alumno adoptara, en caso de ser necesario los datos faltantes.

Sol:

Calculo del canal:Q=14 m3/seg.b=2.5 kh=kv= 2m/seg (asumiendo)Q=V*A

b= 2.5*1.67=4.175 mh=1.67 m

Calculo de la cmara de carga:

Q=14 m3/seg.

Como la cmara de carga es de forma paraleleppedo (rectangular) Sus lados eran a, b, c.Donde:a=altura,b=ancho,c=largo.Para que la central funcione bien durante el da se tiene que tener una buena capacidad de retencin de agua en la cmara de carga aproximadamente unos 30 minutos.

Q=V/tV=Q*tV=14*30*60=25200 m3

a=1.67 mb=4.175 mc=3614.328 m

Esas son las dimensiones de la cmara de cargaDeterminacin de dimetro y del espesor de la tubera forzada:

D=2.98 m

De la figura dada en el problema tenemos que calcular la cantidad de tubera que se utiliza en la central hidroelctrica:

Longitud total de la tubera:Lt=122.567+2432.69=2555.257 m

Por la frmula de MICHAUD tenemos que:

Calcular el espesor de la tubera:

Como el espesor supera el mximo permisible se utiliza la mitad del caudalQ=7m3/seg.

Calculo de la potencia de central Hidroelctrica:

Perdidas por longitud o primarias:f=0.025 de tabla de Moody

Prdidas secundarias o por accesorios:

Calculo de la potencia:

Seleccin del tipo de turbina:

Reemplazando este valor y la potencia en Cv en la ecuacin del valor especfico se tiene:

Este valor corresponde a una Pelton

Se har teniendo en cuenta que el dimetro mximo que puede llegar a tener un chorro no puede sobre pasar los 20 cm.Se parte hallando la velocidad de salida del agua c0=c1.

El caudal correspondiente a un chorro de 0.20 m se puede obtener con la formula genrica de continuidad Q=VA, donde llamando a q el caudal correspondiente a un solo chorro.

Para hallar el nmero de chorros, dividimos el caudal total entre este caudal q:

Por consiguiente el caudal apara este chorro ser:

Segn este resultado podemos indicar que en este caso se puede elegir una turbina de 4 chorros. Sin embargo, en una solucin que tambin es adecuada, en esta central, se instalaron dos turbinas mellizas de eje horizontal para un solo generador que se ubic en medio, cada turbina tena dos chorros.

Con los datos obtenidos, podemos precisar el dimetro que deber tener cada uno de los cuatro chorros a considerar para ello usamos la formula genrica de continuidad, cuya expresin del rea despejaremos d:

Corresponde hallar ahora el dimetro D de la rueda

Para esta expresin solo falta determinar a velocidad tangencial en la entrada.

Que reemplazada en el valor del dimetro se obtiene:

Este dimetro representa:

Que es una relacin adecuada, segn los expresados en la parte terica que dice que el dimetro D de la rueda debe estar entre 8 y 24 veces el dimetro d del chorro.Para determinar las dimensiones caractersticas de las paletas disponemos de hasta tres criterios, expresados en la tabla n 9.04.01 seguiremos las recomendaciones del profesor hngaro Monsony, eligiendo los valores intermedios entre los que seala Ancho de la paleta: b=3.4 d=3.4*0.1999=0.67966 mAltura de la paleta= h=2.6d=2.6*0.1999=0.51974 mProfundidad de la paleta= 0.95*d=0.95*0.1999=0.1899 mN el valor del dimetro exterior de la rueda Da se halla utilizando la frmula:

Finalmente para determinar el nmero de paletas, usualmente estas, como se ha indicado tambin en el texto, debe procurarse que sean el mayor nmero posible, debiendo ser compatibles con el tamao del chorro, a fin de no obstaculizar la trayectoria del chorro. Dicho nmero ha de ser en lo posible ms de 20 utilizaremos la siguiente formula:

ta=h