CUALES SON LOS DIAGRAMAS VECTORIALES VELOCIDADES EN TURBINAS HIDRÁULICAS (TRIÁNGULOS DE VELOCIDAD).

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

INGENIERÍA MECÁNICA

TURBOMÁQUINAS

TAREA #2:

DIAGRAMAS VECTORIALES VELOCIDADES EN TURBINAS HIDRÁULICAS (TRIÁNGULOS DE VELOCIDAD).

PRESENTADO POR:

MARÍA CANDANEDO                        4-779-2495

JONATHAN NASH                   8-894-276

GRUPO:

1MI141

PROFESOR:

ING. ORLANDO AGUILAR, PH.D

FECHA DE ENTREGA:

24 DE JUNIO DE 2017

DIAGRAMAS VECTORIALES VELOCIDADES EN TURBINAS HIDRÁULICAS (TRIÁNGULOS DE VELOCIDAD).

• TRIANGULO DE VELOCIDADES

Para analizar el flujo a través de los alabes en movimiento es necesario dibujar triángulos de velocidad.  En el cual se utilizan las siguientes variables

•  velocidad absoluta      [pic 3]
•   Velocidad Tangencial[pic 4]
•  velocidad de arrastre [pic 5]
•  velocidad Relativa [pic 6]
•  Velocidad de Flujo[pic 7]
•  ángulo formado por las componentes a V y   [pic 8][pic 9]

• TURBINAS FRANCIS:

El tamaño de las cuchilas del rodete de una trubina francis es complejo, sutamaño exacto depende de su velocidad especifica. De la ecuacion  se ve que a  velocidades altas se obtienen cargas bajas. Esto requiere que el rodete admita una cantidad comparativamente grande de agua para una potencia de salida dada y al mismo tiempo la velocidad de descarga en la salida del rodete debe ser pequeña para evitar la cavitación. En un rodete de flujo puramente radial, tal como es el de las turbinas Francis, el flujo en masa está en la dirección radial. Esto significa que, el flujo es tangencial y radial en la entrada, pero es enteramente radial con una componente tangencial despreciable en la salida. El flujo, bajo esta situación, tiene que hacer un giro de 90° después de pasar a través del rotor para entrar al tubo de aspiración. Debido a que el área de flujo es pequeña (es perpendicular a la dirección radial), hay un límite a la capacidad para este tipo de rodetes, el cual es mantener una velocidad de salida baja. Esto lleva al diseño de un canal de flujo mixto en el que el agua gira de una dirección radial a una dirección axial en el propio rotor. A la salida del rodete, el flujo es mayormente axial con componentes radiales y tangenciales insignificantes. Debido a una gran área de descarga (área perpendicular a la dirección axial), en este tipo de canal puede pasar una gran cantidad de agua con una baja velocidad de salida desde el canal. Las palas para una turbina de reacción están siempre configuradas de modo que la componente tangencial o giratoria de la velocidad en la salida se convierte en cero. Esto se hace para mantener una mínima energía cinética a la salida.

              Figura 1. Triángulos de velocidad s la entrada y salida de una turbina Francis.[pic 10][pic 11]

Normalmente, la velocidad del flujo (velocidad perpendicular a la dirección tangencial) permanece constante en todo, es decir,    y es igual a la de la entrada al tubo de aspiración.[pic 12]

 Algunas de las ecuaciones con las cuales las velocidades absolutas a la entrada y salida son:

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Figura 2.  Diagrama de Velocidad Turbina Francis

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Figura 3. Control de flujo por medio de álabes guía ajustables y su efecto en el diagrama de velocidad de entrada[pic 18]

                            Imagen Extraída de: Manual on Pumps Used as Turbines Autor Gerhard Fischer

• TURBINA PELTON:

Figura 4: Turbina Pelton

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Imagen Extraída de: http://www.codecogs.com/library/engineering/fluid_mechanics/machines/turbines/impulse-and-reaction-turbines.php y del Manual on Pumps Used as Turbines Autor Gerhard Fischer

La única turbina hidráulica pelton es una máquina eficiente especialmente adecuada para cabezas altas. El rotor consiste en un disco o rueda circular grande sobre el cual un número (pocas veces menos de 15) de cubos en forma de cuchara están espaciados uniformemente alrededor es la periferia. La rueda es accionada por chorros de agua que son descargados a presión atmosférica de boquillas de presión. Las boquillas están montadas de manera que cada una dirige un chorro a lo largo de una tangente al círculo a través de los centros de los cubos. Abajo del centro de cada cubo hay un reborde divisor que divide el chorro en dos corrientes iguales que fluyen alrededor de la superficie interior lisa del cubo y deja el cubo con una velocidad relativa casi opuesta en dirección al chorro original.

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