INTRODUCCIONPara un Ingeniero Mecnico es muy importante determinar en queformaseestadesempeandounaturbina,paraelloesnecesarioconocerlaformaenquesepuedendeterminarsuscurvascaractersticas en funcin a los RPM de forma manual, ya que si sediera el caso de obtenerlas del fabricante, nosotros tambin debemossaber disearlas de forma manual.El presente informe consta de una descripcin de la turbina, relacindeequiposy/omaterialesutilizados,losprocedimientosseguidosduranteydespusdelosensayosdebidamentedetallados,parafacilitar la compresin. Finalmente se establecen las conclusiones yrecomendaciones a las que se han llegado despus de realizar laexperiencia.OBEJTIVOSTrazarcurvascaractersticasdelaTurbinaPeltontomandodatos experimentales mediante el mtodo de Freno Prony.Determinar los valores de las diferentes potencias presentes enlaTurbinarelacionadosconlasdiferentesRPMpresentesdurante el funcionamiento de la Turbina.Determinar los puntos de mayor eficiencia hidrulica, mecnicay total de la Turbina mediante la lectura de las curvas.FUNDAMENTO TEORICOLas Turbinas Peltn inventada por Lester Allan Peltn(1824-1908) esel ms reciente desarrollo de lasturbinas hidrulicas es utilizada engrandes saltos de agua. Bsicamente la rueda Peltn consiste enunaserie de alabes perifricos alrededor de undisco (cucharas), la

turbina pelton

CTEDRA:LABORATORIO TERMOHIDRAULICA II

CATEDRTICO:DR. ING.MARIO HUATUCO GONZALES

ALUMNO:TORRES ROJAS Steve Robert

SEMESTRE:VIII

HUANCAYO-PERU2010-IIRESUMEN

El ensayo se realizo en el laboratorio de Termohidrulica de la Facultad de Ingeniera Mecnica de la universidad nacional del centro del Per de manera experimental, donde se obtuvo los datos para graficar las curvas caractersticas en un turbina Peltn con la finalidad de analizar su comportamiento a partir de dichas graficas.Durante el experimento se utilizo un freno Prony tipo cinta con diferentes pesos, para la determinacin del torque, en cada ensayo se aumento el peso y se tomo lectura del numero de revoluciones a travs del dinammetro. El caudal se obtuvo a travs de la altura que marco el vertedero mediante una formula que solo funciona para este vertedero que se utiliso en el ensayo, luego todos los datos fueron registrados para su procesamiento posterior. Como dato de dise se tubo el ngulo de salida del alabe.

INTRODUCCIN

El presente informe para su mejor presentacin consta de los objetivos, equipos, procedimientos, clculos, grficos, conclusiones y recomendaciones, de la prctica realizada sobre turbinas pelton, para la realizacin de la experiencia se utiliz el equipo que tiene el laboratorio de termo hidrulica.

El ensayo se realizo gracias a la exposicin didctica, detallada por parte del docente de laboratorio de termohidraulica II el Dr. Ing. Mario Huatuco, quien nos ayudo a realizar el ensayo a explicar su funcionamiento.La turbina Peltn es la ms utilizada por razones hidrodinmicos, su sencillez de construccin, y elevada eficiencia. Su elemento constructivo mas importante es la paleta que tiene la forma dedoble cuchara.

El objetivo principal de la experiencia es realizar el trazado de las curvas caractersticas y su anlisis correspondiente, para buscarlas posibles soluciones o mejorar la eficiencia, mediante la toma de datos experimentales, las cuales tuvieron que ser procesadas.

OBJETIVOS

Determinar las curvas caractersticas del funcionamiento de la turbina Peltn de la facultad de Ingeniera mecnica mediante datos experimentales.Conocer los principios de operacin de las turbinas pelton.

EQUIPOS Y/O INSTRUMENTOS1.Turbina pelton2.Vertedero3.Tacmetro4.Dinammetro5.Pesas6.Inyector.7.Sistema de bombeo.8.Vernier.9.flexometro

PROCEDIMIENTO1.Instalar el equipo conjunto armado de la turbina pelton y el vertedero de 90 cerca del inyector.2.Accionar la bomba hidrostal 40-200.3.Seleccionar la altura til (altura mxima).4.Abrir mediante la vlvula de estrangulamiento de la bomba hasta obtener un chorro adecuado por el inyector el cual debe mover la turbina.5.Una vez que la turbina est funcionando colocar una peso en el freno prony tipo cinta.6.Obtener la lectura del tacmetro en el eje de la turbina que nos indica la altura til.7.Registrar la lectura en el dinammetro para la pesa que se incremento.8.Medir la altura del vertedero para obtener caudal.9.Aumentar una pesa ms en el lado opuesto del dinammetro.10.Realizar los pasos 6,7.11.Continuar con el procedimiento anterior hasta obtener los datos suficientes como para realizar sus graficas respectivas.12.Con los datos tomados, calculamos la potencia al freno o al eje para luego graficarlos junto con las RPM del eje de la turbina.13.Tambin calculamos la potencia del rodete, potencia al agua, las eficiencias hidrulicas, totales, mecnicas y graficamos cada uno respectivamente.14.Obtenemos las conclusiones de los grficos y/o resultados hallados en el ensayo de la turbina pelton.

Tablas

PESO(g)PRESION(BAR)DINAMOMETRO(Kg)Tacmetro(RPM)hTurbina(RPM)c1U

1214.51.0751.56000.068135.0014.371.41

2345.51.0751.74500.068101.2514.371.06

3507.51.0751.93500.06878.7514.370.82

4650.51.0752.052750.06861.8814.370.65

5760.651.0752.22000.06845.0014.370.47

6923.851.0752.41500.06833.7514.370.35

71039.251.0752.71000.06822.5014.370.24

81439.251.0753.1750.06816.8814.370.18

QTorqueFuerzaPagProdPfrenonhnmntturbina(RPM)

0.00171.4512.61182.7758.7419.9632.1433.9810.92135.00

0.00171.5313.29182.7745.2615.7724.7634.858.63101.25

0.00171.5713.66182.7735.8212.6119.6035.206.9078.75

0.00171.5813.73182.7728.519.9615.6034.925.4561.88

0.00171.6214.12182.7721.007.4511.4935.464.0845.00

0.00171.6714.48182.7715.895.738.6936.063.1333.75

0.00171.8716.29182.7710.684.305.8440.232.3522.50

0.00171.8716.29182.778.043.224.4040.071.7616.88

CONCLUSIONES

1.La potencia al eje o freno calculado vara en forma directa mente proporcional con la velocidad angular del eje de la turbina, ya que segn la tabla para una velocidad de 16,88 RPM se tiene una potencia de3.22watt y segn va aumentando la velocidad la potencia va aumentando hasta alcanzar un mximo de19.96watten 135 rpm.2.La potencia del rodete vara en forma proporcional con la velocidad angular del eje obtenindose un mximo valor de58,74watt en135RPM (primer dato tomado con la pesa de 214,5gr) y segn va disminuyendo la velocidad tambin disminuye la potencia esto lo podemos comprobar observando las graficas.3.La eficiencia hidrulica que se halla de la potencia al rodete por lo tanto sta tambin vara en forma proporcional con los RPM del eje obtenindose as un mximo de32.24 %para la entrada con 135 RPM de velocidady segn va disminuyendo la eficiencia tambin disminuye.4.La eficiencia mecnica va aumentando gradualmente hasta alcanzar un mximo valor de40.07% para una velocidad de RPM minima, esto lo podemos comprobar observando en las tablas anteriormente mostradas, en la grafica eficiencia mecanica vs rpm podemos observar que el punto minimo es la eficiencia mas alta.5.La eficiencia total alcanza un valor mximo de10.92% para una velocidad de 135 RPM, en la grafica eficiencia total vs rpm se puede observar donde se encuentra el punto maximo.6.El elemento ms importante es la cazoleta en forma de doble cuchara, que recibe el chorro exactamente en su arista media donde se divide en dos; Cuando se dispone de un solo inyector, 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 dimetro se denominadimetro Pelton, cayendo el agua a la salida de las cucharas al fondo de la turbina, sin interferir el giro de la rueda

RECOMENDACIONES1.Es necesario tomar los datos con exactitud, ya que el menor valor de variacin en la velocidad angular afectaal torque y a la potencia al freno o eje y a la eficiencia mecnica.2.Es importante considerar los datos de fabricacin de la turbina con toda exactitud como el ngulo a la salida, dimetro pelton, ya que estos datos afectan a la velocidad tangencial del rodete; por tanto vaafectar a la potencia del rodete.3.Se recomienda tomar la velocidad ptima del chorro para que la turbina pueda generar ms torque y as obtener una eficiencia hidrulica adecuada y tambin se encontrar ms potencia generada por la turbina.4.Es recomendable obtener un torque grande para generar ms potencia y as obtener potencia elctrica, pero todo esto debemos obtener haciendo funcionar con los parmetros dados a la turbina ms no hacerlos trabajar en condiciones psimas.5.se recomienda alcanzar una eficiencia total mayor a lo encontrado para ello debemos hacer unos ajustes en el clculo del caudal, podemos utilizar un volumen cronometrado, tambin asegurar la carcasa de la turbina para evitar prdidas e indicar bien el chorro del agua hacia la cuchara(cazoleta).6.Es importantetener el equipo de ensayo en condiciones ptimas para evitar las prdidas de caudal en la turbina y tener resultados ptimos, para ello se requiere asegurar bien todos los equipos acoplados a la turbina; hacer pruebas con dos chorros de agua.