Turbinas

Son turbomáquinas que basan su funcionamiento en el aprovechamiento de la energía cinética que posee el agua al precipitarse desde una cierta altura. Están constituidas por una serie de álabes donde impacta el agua generando movimiento rotativo en el eje de la turbina. Se utilizan en centrales hidroeléctricas para la transformación de energía mecánica producida en el eje en energía eléctrica mediante alternadores.

Podemos diferenciar 2 tipos de turbinas hidráulicas en función de la dirección del agua al impactar con los álabes, las turbinas de acción y de reacción:

Figura 2. Flujo de agua incidente en una turbina de acción y de reacción.

En las turbinas de acción (figura de la izquierda) el agua incidente en los álabes posee la misma dirección que el agua de salida y podemos decir que el sentido de giro de la paleta motriz coincide con la dirección del agua. Se emplean para saltos de agua de pequeño caudal y gran altura.

En las turbinas de reacción (figura de la derecha) la dirección de salida del agua no coincide con la dirección de incidencia del agua en los álabes, en este tipo de turbinas el agua no impacta de una manera frontal sino que posee un cierto ángulo de entrada lo que provoca un cambio de dirección en la salida al producir movimiento rotacional en el rodete. Se emplean para saltos y caudales medios así como para saltos de gran caudal y poca altura.

Las turbinas tienen diferentes formas en función de la disposición de las mismas y de las necesidades de la central hidroeléctrica. La turbina de una central hidroeléctrica se diseña en función del salto de altura y caudal que se posee, de esta manera las turbinas se pueden clasificar en:

• Turbinas de flujo radial: el agua incide de manera radial en los álabes.

• Turbinas de flujo axial: el agua incide en la dirección de rotación del eje.

• Turbinas de flujo radial-axial: el agua incide de manera radial y sale en dirección de la rotación del eje.

• Turbinas de eje horizontal

• Turbinas de eje vertical

A continuación se presentan las turbinas hidráulicas más utilizadas en la industria:

1. Turbina Francis (acción)

2. Turbina Pelton (reacción)

3. Turbina Kaplan (reacción)

1. 2.- TIPOS DE TURBINAS HIDRÁULICAS.

2. 3.- TURBINAS PELTON.

3. 3.1.- Componentes de una turbina Pelton.

4. 3.1.1.- Distribuidor.

5. 3.1.2.- Rodete.

6. 3.1.3.- Carcasa.

7. 3.1.4.- Cámara de descarga.

8. 3.1.5.- Sistema hidráulico de frenado.

9. 3.1.6.- Eje.

10. 3.2.- Principio de funcionamiento de las turbinas Pelton.

11. 4.- TURBINAS FRANCIS.

12. 4.1.- Componentes de una turbina Francis.

13. 4.1.1.- Cámara espiral.

14. 4.1.2.- Distribuidor.

15. 4.1.3.- Rodete.

16. 4.1.4.- Tubo de aspiración.

17. 4.1.5.- Eje.

18. 4.1.6.- Equipo de sellado del eje

19. 4.1.7.- Cojinete guía.

20. 4.1.8.- Cojinete de empuje.

21. 4.2.- Principio de funcionamiento de las turbinas Francis.

22. 5.- TURBINAS KAPLAN.

23. 5.1.- Componentes de una turbina Kaplan.

24. 5.1.1.- Rodete.

25. 6.-CLASIFICACIÓN DE LAS TURBINAS HIDRÁULICAS.

26. 6.1.- Turbinas de acción.

27. 6.2.- Turbinas de reacción.

28. 6.3.- Turbinas radiales.

29. 6.4.- Turbinas axiales.

30. 6.5.- Turbinas radiales-axiales.

31. 6.6.- Turbinas tangenciales.

32. 6.7.- Turbinas de cámara cerrada.

33. 6.8.- Turbinas de cámara abierta.

34. 6.9.- Turbinas reversibles.

35. 7.- FENÓMENOS ANÓMALOS EN LAS TURBINAS HIDRÁULICAS.

36. 7.1.- Cavitación.

37. 7.2.- Golpe de ariete.

38. 8.- POTENCIA DE UNA TURBINA HIDRÁULICA.

39. 9.- REGULACIÓN DE VELOCIDAD DE LAS TURBINAS HIDRÁULICAS.

40. 9.1.- Velocidad de giro de una turbina hidráulica.

41. 9.1.1.- Variaciones transitorias de velocidad.

42. 9.2.- Reguladores automáticos de velocidad.

43. 9.3.- Clasificación de los reguladores.

44. 9.4.- Accionamiento de los reguladores.

45. 9.5.- Principio de funcionamiento de un regulador.

46. 9.5.1.- Regulación astática.

47. 9.5.2.- Regulación estática.

48. 9.6.- Componentes fundamentales de un regulador.

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