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EJERCICIOS APLICATIVOS PARA EL CALCULO DE ENERGIA EN TUNELES
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Ejercicios de aplicación:
P – 1:
Se muestra e perfil de una central hidroeléctrica, que abastece a una casa de máquinas con un caudal de 45 m3/s. cuenta con un túnel revestido de concreto de 4.80 m de diámetro inferior (f = 0.0169), cuenta con una chimenea de equilibrio y una tubería de acero soldado nueva (f = 0.011), de 2.5m de diámetro.
¿Determinar la potencia neta de Mw que produce el sistema si las maquinas tienen una eficiencia de 85 %.)
Formulas a emplear:
p=γ nQHn
Hn=Hb−∑ hf
Solución:
Calculo de áreas:
Área de túnel:
A=π D2
4
HIDRAULICA
A=π (4.8)2
4=18.096m 2
Área de la tubería:
A=π (2.5)2
4=4.909m 2
Calculo de las velocidades:
Vtc=QA
Vtc= 4518.096
=2.49m /s
Vta= 454.909
=9.17m /s
Calculo de carga neta:
Z1−Z2=∑ hf
Hn=400−∑ hf …………… ..(1)
Calculo de pérdidas de cargas:
hf=f L .V2
D .2 g
hfc=0.0169 9500.¿¿
hfa=0.0169 9500.¿¿
hf=hfc+hfa
hf=10.57+16.22=26.79m
Reemplazando en (1)
Hn=400−∑ hf
Hn=400−26.79=373.21m
HIDRAULICA
Calculo de potencia neta:
p=9.81nQHn
p=9.81x 0.85 x 45 x373.21=140040.52Kw
p=140.04Mw
P – 2:
Para construir una presa se ha dispuesto. Un desvío en un túnel a presión, como se indica en la figura; el coeficiente de perdida de energía en la embocadura K=0.20 las perdidas por rozamiento se pueden calcular con la fórmula de Strckler.
V=K R2 /3 S1 /2Con K=80.0
Hallar el caudal para los niveles indicados en el esquema.
Aplicamos ecuación de energía en 1 y 2
Z1+P1γ
+V 12
2 g=Z 2+P2
γ+V 22
2g+∑ hf 1−2
445=435+V 22
2 g+ f L .V 22
D.2g+K V
2
2g
445−435= V2
2g+S .L+0.2 V
2
2g
HIDRAULICA
1
2
10=1.2 V2
2 g+ L .V 2
K . R4 /3
Remplazando valores.
10=1.2 V 2
19.62+ 250 .V 2
80 .(1.25)4 /3
V=10.52m /s
Q=VxA
Q=10.52 x π .52
4
Q=207.00m3/s
HIDRAULICA