UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE ENERGIA - LAB.05 Acta Nº 01 INFORME CURSO: Laboratorio de Ingeniería Mecánica II (MN463 A) PERIODO ACAD.: 2014-I EXPERIMENTO: Turbina Pelton REALIZADO POR: Espinoza Rodríguez, Widmard Eduardo García Vásquez, Andy Steven Grandy Gonzales, Emilio Roger Salas Cárdenas, Pablo Cesar EXPERIMENTO DIRIGIDO POR: Ing. Hernán Pinto Espinoza ENTREGA DEL INFORME: Lunes 07-04-2014 INFORME CALIFICADO POR: Ing. Manuel Sebes Toledo Paredes Fecha: 31-03-2014 20111213G 20111300G 20112601K 20111248E Lima, abril del 2014 UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. MEC. II - TURBINA PELTON ÍNDICE 1) Introducción................................................................................................................. 2 2) Fundamento Teórico.................................................................................................... 3 a. Concepto.................................................................................................................. 3 b. Partes....................................................................................................................... 4 c. Clasificación.............................................................................................................. 8 d. Diagrama de una turbina Pelton 3) Materiales.................................................................................................................... 10 4) Procedimiento.............................................................................................................. 12 5) Cálculos a realizar......................................................................................................... 14 6) Datos de laboratorio.................................................................................................... 16 7) Gráficos........................................................................................................................ 17 8) Observaciones.............................................................................................................. 29 9) Recomendaciones........................................................................................................ 29 10) Conclusiones.............................................................................................................. 30 11) Conclusiones.............................................................................................................. 32 1 GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. MEC. II - TURBINA PELTON 1) INTRODUCCIÓN Desde que Nikola Tesla hizo posible la transmisión de electricidad de manera rentable y segura, y dada su facilidad para ser convertida en otros tipos de energía y las aplicaciones que se le dio, hubo una necesidad de potencia creciente que debía ser abastecida. La corriente alterna es fácil de ser transmitida por naturaleza, y su generación sigue un principio básico: el de hacer girar un campo magnético alrededor de otra bobina. El problema reside en cómo hacerlo girar. La respuesta reside en las turbinas, tanto hidráulicas como a gas y vapor. En el lado de las hidráulicas, la más conocida y usada es la turbina Pelton, diseñada para aprovechar al máximo la caída del agua, y su diseño cumple tal propósito. Es con ella con la que contamos en la mayoría de centrales hidroeléctricas (entre ellas la C.H. Santiago Antúnez de Mayolo, la más emblemática de todas), y también está presente en nuestro Laboratorio de Energía para su estudio. En el presente informe se presentan y analizan los resultados del experimento realizado por nosotros, los miembros del Grupo 1, quienes, interesados en aprender sobre el funcionamiento de la turbina Pelton, redactamos el informe que ahora tiene en sus manos con miras a conocer más sobre el funcionamiento de las centrales hidroeléctricas en las que algunos de nosotros estamos interesados en trabajar. 2 GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS los cuales tienen forma de tobera para aumentar la velocidad del flujo que incide sobre las cucharas.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. MEC. II . también llamadas inyectores. a veces de hasta más de doscientos metros. admisión parcial y de acción. las cuales están especialmente realizadas para convertir la energía de un chorro de agua que incide sobre las cucharas. con una larga tubería llamada galería de presión para trasportar al fluido desde grandes alturas. 3 Turbina Pelton de eje vertical con 5 inyectores GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS . la mayoría de las veces. Al final de la galería de presión se suministra el agua a la turbina por medio de una o varias válvulas de aguja. CONCEPTO Es una turbomáquina motora.TURBINA PELTON 2) FUNDAMENTO TEORICO a. Las turbinas Pelton están diseñadas para explotar grandes saltos hidráulicos de bajo caudal. de flujo transversal. Las centrales hidroeléctricas dotadas de este tipo de turbina cuentan. Consiste en una rueda (rodete o rotor) dotada de cucharas en su periferia. pasando al cauce inferior. La variación del caudal del chorro para regular la potencia se consigue mediante una aguja de forma especial. El agua una vez sale de la cazoleta. por cuanto la potencia es proporcional al caudal y éste. el diámetro máximo de la aguja tiene que ser superior al de salida del chorro cuyo diámetro d se mide en la sección contraída. situada aguas abajo de la salida del inyector y en donde se puede considerar que la presión exterior es igual a la atmosférica. conviene diseñar el inyector de forma que exista una proporcionalidad entre la potencia de la turbina y la carrera x de la aguja. contrarrestándose así los empujes axiales por cambio de dirección de los dos chorros. el elemento constructivo más importante es la cazoleta en forma de doble cuchara. consta de una válvula de aguja cuya carrera determina el grado de apertura del mismo. cae libremente una cierta altura. PARTES Cazoleta En una rueda Pelton la dirección del chorro no es ni axial ni radial. MEC. 4 Inyector El inyector es el órgano regulador del caudal del chorro. GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS . II . sino tangencial. su regulación puede ser manual o automática mediante un servomotor. con cuyo accionamiento se puede estrangular la sección de salida de la boquilla. que recibe el chorro exactamente en su arista media donde se divide en dos. para poder asegurar el cierre.TURBINA PELTON b. a la sección de paso normal al flujo. Con el fin de asegurar una buena regulación. circulando por su cavidad y recorriendo hasta la salida casi un ángulo de 180º. a su vez.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. el límite superior impuesto por la velocidad específica por chorro. sería imposible evitar que el agua cayera sobre la rueda a la salida de las cucharas. girando a una velocidad mayor. sin interferir el giro del rodete. cayendo el agua a la salida de las cucharas al fondo de la turbina. dividiéndolo y desviando una parte del mismo. disponiéndose los chorros según dos tangentes inferiores a la circunferencia Pelton.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. teniendo en cuenta a su vez. MEC. permite construir turbinas de mayor diámetro. 5 Cuando el número de inyectores es dos. saliendo el agua de las cucharas sin interferir al rodete Para un número superior de inyectores. De esta forma se evitan sobrepresiones en la tubería. de forma que en vez de dirigirse contra las cazoletas. que se introduce en medio del chorro. por un mayor número de inyectores de dimensiones más pequeñas. tanto más frecuentes cuanto mayor sea el número de chorros GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS .TURBINA PELTON Tiene además otro sistema de regulación por desviación del chorro. inclinadas un mismo ángulo 30º. sale lateralmente sin producir ningún efecto útil. Un chorro bien diseñado no debe tener un diámetro d superior a 27 cm. así como la fatiga del material de las cucharas sometidas a esfuerzos repetidos. sin embargo no se deben sobrepasar ciertos límites impuestos por la necesidad de evacuar el agua convenientemente. Cuando se dispone de un solo inyector. II . El hecho de sustituir un número de inyectores de unas dimensiones determinadas. que consiste en una superficie metálica llamada deflector. el rodete tiene el eje de giro horizontal y el eje de salida del chorro es tangente horizontal. inferior a la circunferencia del rodete. cuyo diámetro se denomina diámetro Pelton. por lo que para establecer el número de inyectores hay que partir de la condición de que su diámetro no sea superior a este límite. por cuanto el caudal que circula por ésta continua siendo el mismo. en función del salto. la turbina puede ser también de eje horizontal. la rueda Pelton es de eje vertical ya que de ser horizontal. MEC.TURBINA PELTON 6 GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS .UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. II . El tamaño y número de cucharas dependen de las características de la instalación y/o de la velocidad específica ns. Cuanto menor sea el caudal y mayor la altura del salto. Al estar dividida en dos la componente axial de la fuerza se contrarresta y de esta forma no sufren los cojinetes GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS . a las que podemos llamar también alabes y/o cangilones. sobre las que actúa el chorro inyector.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. por lo que a esta se le practica una mella de aproximadamente un 10% mayor a diámetro del chorro. Las dimensiones de la cuchara vienen ligadas directamente por el diámetro del chorro. II . La cuchara tiene forma elíptica dividida por una cresta afilada en dos partes simétrica. MEC. 7 Cada vez que va a entrar una cuchara en el campo de acción del chorro sufriría un rechazo. menor será el diámetro del chorro.TURBINA PELTON Rodete Consta de una rueda con cucharas alrededor. disminuyen las excavaciones y hasta disminuir el diámetro de la rueda y aumentar la velocidad de giro.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. Por la posición es mas difícil y caro su mantenimiento por lo cual se debe usar en aguas limpias donde no produzca efecto abrasivo sobre los alabes. CLASIFICACION DE TURBINAS PELTON EJE HORIZONTAL: Solo se pueden instalar turbinas de uno o dos chorros como máximo debido a la complicada instalación y mantenimiento de los inyectores. Se acorta la longitud entre la turbina y el generador. Sin embargo en esta posición la inspección de la rueda en general es más sencilla por lo que las reparaciones o desgastes se pueden seleccionar sin necesidad de desmontar la turbina. 8 Turbina Pelton de eje horizontal EJE VERTICAL: En esta posición se facilita la colocación de alimentación en un plano horizontal y con esto es posible aumentar el número de chorros sin aumentar el caudal y tener mayor potencia por unidad. MEC. GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS . II .TURBINA PELTON c. 11. II .UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. 3. 2. 5. 13. 14. 9. 10. 8.TURBINA PELTON d. DIAGRAMA DE UNA TURBINA PELTON 9 1. 12. 4. 7. Codo de entrada Inyector Tobera Válvula de aguja Servomotor Regulador Mando del deflector Deflector o pantalla deflectora Chorro Rodete Alabes o cucharas Freno de la turbina por chorro de agua Blindaje Destructor de energía GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS . 6. MEC. MEC.TURBINA PELTON 3) MATERIALES Limnímetro Focos 10 Turbina Pelton Tacómetro GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS .UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. II . MEC.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. II .TURBINA PELTON Vertedero Regla milimétrica 11 GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS . 2. 12 4.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. Antes de encender la bomba primero dejamos que se gradúe el nivel de agua en el vertedero. II . Encendemos la bomba y regulamos la presión con ayuda del inyector para poder trabajar con las presiones indicadas en cada caso. 3. MEC. Una vez hecho esto medimos cuanto subió el nivel del agua en el limnímetro con cada presión que se va usar. Luego con la ayuda del limnímetro ubicamos la punta de la varilla de ésta hasta que coincida con el filo del agua. donde estableceremos un punto de referencia con la regla que se encuentra junto al limnímetro.TURBINA PELTON 4) PROCEDIMIENTO 1. GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS . Por último no olvidemos tomar la longitud del brazo. II . 13 7. GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS . Luego procederemos a hacer lo del paso 5 solo que esta vez con carga (representada por los focos encendidos) de 0 a 8 focos. Repetimos el procedimiento para la 2da presión. MEC. 6.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. Tomamos la lectura del dinamómetro y medimos la velocidad angular con ayuda del tacómetro cuando no hay carga. 8.TURBINA PELTON 5. 0762m) 14 2.TURBINA PELTON 5) CALCULOS A REALIZAR 1. POTENCIA DEL RODETE (HPr) 3. II .UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. POTENCIA DEL AGUA(HPa) Q = caudal ( ) H = altura útil (m) h = altura leída en el linnimetro (m) Cd = coeficiente de descarga D = diámetro de la entrada a la inyector (0. POTENCIA AL FRENO(BHP) GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS . MEC. EFICIENCIA HIDRAULICA ( 6. II . MEC. EFICIENCIA MECANICA 5. EFICIENCIA TOTAL ( ) 15 GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS .TURBINA PELTON 4.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. 2 2.8 936.1 848.TURBINA PELTON DATOS DE LABORATORIO En la experiencia de laboratorio se hicieron 2 pruebas a diferentes presiones a la entrada del inyector los cuales nos brindan los siguientes resultados para el respectivo análisis Brazo del dinamómetro: 8cm PRUEBA 1: P=30 PSI FOCO 0 1 2 3 4 5 6 7 8 h linnimetro=8.4 1.1cm N(RPM) 1013 987 968 953.8 3.2 P(kg F) 1.9 1.9 16 PRUEBA 2: P=50 PSI FOCO 0 1 2 3 4 5 h linnimetro=4. II .UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING.7 869. MEC.9 cm N(RPM) 980.9 2 2 GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS .3 930.2 899.5 942.8 1.7 3.2 3.3 P(Kg F) 2.1 933.6 3.8 923.7 947.8 3.3 3.5 878.45 3. 2 3.8 936.6393 HPr(HP) 0.1301 324.5846 322.4311 0.4114 0.1286 12.4295 0.6 3.4246 HPa(HP) 0.4519 323.4029 321.9671 12.45 3.1 933.7 947.23649 HPa(Prueba 1)= 372.2080 12.4322 0.3248 317.7 3.68 D(m) 0.8 3.1779 HPa(Watts) 372.1143 35.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING.4345 0.9416 313. MEC. II .68 0.2 2.9827 11.3 3.3942 0.49871 0.5 942.4352 17 GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS .1122 H(m) 21.4338 0.0685 11.8 3.5143 320.9469 11.081 0.0762 0.0385 176.4200 0.3 P(Kg F) 2. POTENCIA DEL RODETE (HPr) Prueba 1: FOCO 0 1 2 3 4 5 6 7 8 N(RPM) 1013 987 968 953.0385 HPa(Prueba 2)= 176.6459 324.0762 Q( ) 0.001797 0.049 Cd 0.3 930.9 U(m/s) 12.TURBINA PELTON 6) CALCULOS Y RESULTADOS 1.000511 V(m/s) 0.3911 12.4256 0.9085 HPr(Watts) 306.6343 12. POTENCIA DEL AGUA PRUEBA 1 2 P(psi) 30 50 h(m) 0.4246 2. 8 3.5733 258.2087 91.2120 0.1554 227.1 933.2130 0.8485 96.4170 GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS .5 878. II .8957 158.1954197 140.9 1.6502 291.8176 11.7297 98.6772779 136.4 1.8712 99.0811 103.4566 92.8 936.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING.2 P(kg F) 1.2 899.TURBINA PELTON Prueba 2: FOCO 0 1 2 3 4 5 N(RPM) 980.2143 0.2 899.0281 97.1251 10. Potencia AL EJE FRENO(BHP) Prueba 1: FOCO 0 1 2 3 4 5 6 7 8 N(RPM) 1013 987 968 953.4690 298.1 848.5549 11.9 2 2 U(m/s) 12.4 1.1777 18 Prueba 2: FOCO 0 1 2 3 4 5 N(RPM) 980.5701 94.5 942.7 869.7349 97.2219 98.8575 HPr(Watts) 159.2110 0.8 1.6494 278.0119392 142.2480 11.45 3.3 P(Kg F) 2.7 947.7 3.2 P(kg F) 1.5142 11.3687 99.4207 BHP(Watts) 183.0172488 137.0496 HPr(HP) 0.8 923.2092 SE CUMPLE QUE LA POTENCIA DEL AGUA ES MAYOR A LA POTENCIA DEL RODETE 3.3 930.0216 156.4217 157.8734 158.7 869.9 2 2 w BHP(Watts) 102.5 878.3583 101. MEC.8 923.9 1.6 3.8 3.2 3.2 2.3 3.8232963 139.9 w 106.6505 268.9392 284.8 1.2105 0.709136 112.1887 157.8523 88.1 848.1238 254. 8015 PRUEBA 2: FOCO 0 1 2 3 4 5 N(RPM) 980.70586222 0.7777 0. EFICIENCIA MECANICA( PRUEBA 1: FOCO 0 1 2 3 4 5 6 7 8 N(RPM) 1013 987 968 953.1 933.8667 0.8726 0.8966 0.7961 0.87159983 0.3 930.7498 0.6952 0.HIDRAULICA Y TOTAL( P(Kg F) 2.9185 0.8354 0.8 1.9 0.4 1.3 ).7221 0.8992 0.5967 0.8845 0.9 2 2 19 0.7834 0.9006 0.8534 0.3 3.8900 0.8651 0.2 P(kg F) 1.6 3.6843 0.7249 0.8923 0.7902 GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS . II .8644 0.8 3.7 947.5 878.45 3.8712 0.8699 0.8 3.8594957 0.7 3.8 923.8612 0.8795 0.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING.9 1.9062 0.8018 0.TURBINA PELTON 4.2 3.6105 0.90976232 0.7741 0. MEC.88790599 0.8073 0.6396 0.8422 0.2 2.89341467 0.5 942.7651 0.4923 0.8097 0.2 899.8250 0.7 869.1 848.8 936. II .7071x . MEC. Revoluciones por minuto GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS .UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING.0006x2 + 0. Revoluciones por minuto HPr VS RPM 180 175 170 165 160 155 150 145 140 920 940 HPr(W) y = -0.TURBINA PELTON 7) GRAFICOS PRUEBA 1 Gráfica Potencia de Rodete VS.3E-10 R² = 1 960 RPM 980 1000 1020 20 Ecuación graficada en MATLAB HPr VS RPM tendencia completa Gráfica Potencia al freno VS. TURBINA PELTON BHP VS RPM 310 290 270 BHP(W) 250 230 210 190 170 150 920 940 960 RPM 980 1000 1020 y = -0.5 920 940 960 RPM T(Nm) y = -0.163 R² = 0.1 2.7 2.850.9879 980 1000 1020 Gráfica Eficiencia mecánica VS.91 R² = 0.5539x .3 2.9 2.9 1.9834 Gráfica Torque VS. II .1 1. Revoluciones por minuto 21 T VS RPM 3.5 2. Revoluciones por minuto GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS .0025x2 + 3.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING.0152x + 17. MEC.7 1. 69 0.63 0.61 0.254 R² = 0.67 0.15 920 940 960 RPM 980 1000 1020 y = -2E-05x2 + 0.55 920 940 960 RPM nh y = -2E-06x2 + 0. Revoluciones por minuto 22 nh VS RPM 0.65 0.45 1.75 1.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING.0392x .35 1.71 0.65 1.25 1. MEC.57 0. II .TURBINA PELTON nm VS RPM 1.55 nm 1.15.59 0.9528 Gráfica Eficiencia hidráulica VS.0029x + 1E-12 R² = 1 980 1000 1020 GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS .73 0. 87 0. Revoluciones por minuto nt VS RPM 1.27 1.77 0.17 1.0143x .4301 R² = 0.47 920 940 960 RPM 980 1000 1020 y = -1E-05x2 + 0.9834 nt 23 GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS . II . MEC.3.TURBINA PELTON Gráfica Eficiencia total VS.67 0.07 0.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING.97 0.57 0. Revoluciones por minuto GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS .UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING.3181x + 3E-11 R² = 1 HPr(W) 900 920 RPM 940 960 980 1000 24 Ecuación graficada en MATLAB HPr VS RPM tendencia completa Gráfica Potencia al freno VS.5 158 157.5 160 159.5 840 860 880 y = -0. Revoluciones por minuto HPr VS RPM 160.5 157 156.5 156 155. MEC.TURBINA PELTON PRUEBA 2 Gráfica Potencia de Rodete VS.5 159 158. II .0002x2 + 0. 4 1. MEC.0036x + 4.9663 900 920 RPM 940 960 980 1000 Gráfica Torque VS. II .5 T(Nm) 1.9209 Gráfica Eficiencia mecánica VS.6 1. Revoluciones por minuto GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS . Revoluciones por minuto 25 T VS RPM 1.1 1 840 860 880 900 920 RPM 940 960 980 1000 y = -0.TURBINA PELTON BHP VS RPM 150 145 140 BHP(W) 135 130 125 120 115 110 840 860 880 y = -0.0026x2 + 4.1 R² = 0.2 1.5306x .7 1.3 1.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING.6681 R² = 0.1845. 8 0.88 840 860 880 900 920 RPM 940 960 980 1000 GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS .905 0. MEC.895 y = -9E-07x2 + 0.0265x .9 nh 0.85 nm 0.10. Revoluciones por minuto 26 nh VS RPM 0.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. II .95 0.885 0.9 0.TURBINA PELTON nm VS RPM 0.9707 920 RPM 940 960 980 1000 Gráfica Eficiencia hidráulica VS.89 0.0018x + 4E-14 R² = 1 0.91 0.75 0.611 R² = 0.7 840 860 880 900 y = -2E-05x2 + 0. 7 0.75 nt 0.8 0.TURBINA PELTON Gráfica Eficiencia total VS.9663 27 GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS . II .6 840 860 880 900 920 RPM 940 960 980 1000 y = -1E-05x2 + 0.458 R² = 0.65 0.10. MEC.85 0.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING.0257x . Revoluciones por minuto nt VS RPM 0. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. II . una máquina eléctrica en la que intervienen bobinas).TURBINA PELTON 8) OBSERVACIONES Se observó que el incremento de la carga produce una reducción de la velocidad del rotor (obtenida con el tacómetro). pero las ecuaciones de las gráficas no son buenas aproximaciones pues matemáticamente resultan eficiencias mayor que 1. Verificar que todos los focos consuman la misma potencia y que esta esté estipulada en ellos mismos o en un letrero al costado. 9) RECOMENDACIONES 28 Se recomienda que en la experiencia se utilicen más puntos de prueba porque los 8 focos (carga) utilizada para la experiencia no fueron suficiente para obtener los mejores resultados deseados. que son los usados en el presente informe. De las gráficas de eficiencia se observa que esta turbina Pelton tiene eficiencias elevadas. Esperar un tiempo apropiado luego de aplicar la carga al generador para realizar las medidas respectivas pues el sistema tiene que salir del estado transitorio y llegar al estado estacionario (recordemos que trabajamos con un generador. se recomiendo unos 16 puntos de prueba así las interpolaciones serán más confiables. los datos finales comenzaron a manifestar una tendencia imprevista. MEC. En la segunda prueba. GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS . esto se debe a los pocos puntos que se utilizaron para obtener la ecuación. pintarlos para que no cieguen a quienes trabajan con el equipo con alguna pintura que no se queme al calentarse. por lo que solo se tuvieron en cuenta los primeros. Así mismo. TURBINA PELTON 10) CONCLUSIONES Al aumentar la presión el caudal en la tubería de presión disminuye y la altura útil aumenta. nuestras graficas siguen esta tendencia pero se necesitan de más puntos de prueba para mejorar el resultado. ofreciendo mayor energía cinética. Las gráficas de potencia tienen una tendencia parabólica que se observa en los gráficos hechos con Matlab y Excel. II . por lo tanto aumentará la velocidad del chorro que impacta en la cuchara del rodete. GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS .UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. la cual será convertida en energía mecánica. Se verifica que la potencia del agua(HPa) es mayor a la potencia del rodete(HPr) y este mayor a la potencia al freno(BHP) 29 Con las gráficas obtenidas de eficiencias podemos observar que existe un punto óptimo de trabajo en la turbina Pelton que son diferentes para presiones desiguales de entrada al inyector. MEC. Podemos concluir que al aumentar la carga (focos) en una turbina Pelton la eficiencia de la turbina variara pues también varían las RPM del rodete. Una vez obtenidas las ecuaciones matemáticas podemos estimar los puntos de operación de mayor eficiencia con el análisis matemático. estas variables pueden ser controladas aumentando la altura útil (mayor presión en la entrada del inyector) que se controla abriendo o cerrando la aguja del inyector. Lima. Segunda Edición.pdf. II . M. Bucaramanga.co:8080/jspui/bitstream/123456789/202/1/digital_16409.upb.edu.upc. Tesis de grado Universidad Pontifícia Bolivarana Seccional Bucaramanga. Alarcon Ramirez. 2008. Ensayo y estudio de una Turbina Pelton.edu. Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas.fidena.mx/biblioteca/LibrosMaquinas/libros%20curricula/5o. Disponible en http://www.pttrenenergy.php?option=com_docman&task=doc_view&gid =233&Itemid=35 30 GRUPO 1 | LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS .UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENENIERIA FACULTAD INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE ING. Editorial Ciencias. Jorge Eliecer & Sandoval Delgado.%20semestr e/Mecanica%20de%20Fluidos/Ingenieria%20Mecanica%20de%20fluidos%20y%20maquin as%20hidraulicas%201. Turbomáquinas I. España.pdf http://www. Disponible en http://repository. MEC.edu/index2. Madrid. Jaime Arley. Segunda Edición. Salvador Gonzales (2002). Perú. Ediciones Del Castillo.TURBINA PELTON 11) BIBLIOGRAFIA Mataix. Claudio (1982).
Report "Laboratorio de Ing. Mecánica II - Turbina Pelton"