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TURBOMQUINAS.
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DEFINICIN Una Turbomquinaes aquella
mquina cuyo componente principal
es un rotor a travs del cual pasa unfluido de forma continua cambiando
su cantidad de movimiento, siendo
esto aprovechado como una entregade energa del fluido a la mquina
(turbomquinas motoras) o de la
mquina al fluido (turbomquinaseneradoras .
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El estudio de las
turbomquinas
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Clasificacin segn lageometra.
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MQUINAS RECEPTORAS:en donde el caudal de fluido cedeparte de su energa especfica al rotor, lo que provoca una salida de
potencia a travs del eje; son mquinas que desarrollan potencia, y
son receptoras de la energa del fluido. De este tipo son lasturbinas, tanto hidrulicas como elicas
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CLASIFICACIN SEGN LA COMPONENTE DE ENERGAFLUIDODINMICA MODIFICADA. La energa especifica, es la energa por unidad de masa, y
tiene cuatro componentes (especficas, por unidad de masa):
Energa especifica = energa interna () + trabajo de flujo
(p/) + energa cintica (v2/2) + energa potencial (gz)
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Variac in de energa potenc ial.
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Variac in de energa
c intica.
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Variac in de pres in
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CLASIFICACIN SEGN LA VARIACINDE DENSIDAD DEL FLUIDO.
Si el flujo es compresible, hay
variacin de densidad y tambin de
temperatura. Si el flujo es
incompresible, la densidad permanececonstante; o bien con un criterio
menos estricto, cuando las
variaciones de densidad son menoresque las variaciones de velocidad, es
decir cuando el nmero de Mach es
pequeo (Ma
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CLASIFICACIN SEGN EL NMERO DEETAPAS.
Las de una sola etapa poseen un nico rodete (figura C.12),y las multietapa poseen varios (figura C.13).
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ECUACIN FUNDAMENTAL DE LASTURBOMQUINAS: EC. DE EULER.
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Turbinas Francis
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Turbinas Francis
Se construyen para operar en condiciones
de rendimiento mximo, existiendo tres
tipos:
lentas: u1< c1
normales: u1= c1
rpidas: u1> c
1
El rendimiento oscila entre 0.85 y 0.95
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Rodetes lentos: se utilizan en grandes saltos,se tiene bajo numero de revoluciones, lo que
supone un aumento del dimetro D1del rodete
respecto al del tubo de aspiracin.
Se tienen 50 < ns< 100.
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Rodetes normales: El dimetro del rodeteD1es ligeramente superior a D3.
El agua entra en el rodete radialmente y saleaxialmente.
Se tienen 125 < ns< 200.
1=90
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Rodetes rpidos:El dimetro del rodeteD1es menor al del tubo de aspiracin D3.
El cambio de direccin del agua se realizade forma mas brusca que en las normales.
Los conductos resultan largos y estrechoslo que aumenta las perdidas por
rozamiento, reduciendo el rendimiento. El ngulo de entrada 1=90 favorece el
aumento del numero especifico derevoluciones porque aumenta u1.
Tienen un espacio importante entre eldistribuidor y el rodete.
Se tienen 225 < ns< 500.
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Turbina KAPLAN
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Turbina KAPLAN
Turbinas rpidas, ya que a partir de ns
>400 ya que en las turbinas Francis el
agua no se puede guiar y conducir con
precisin.
El rodete posee pocas palas, teniendo
la forma de hlice de barco.
Cuando son fijas, se las denominasturbina hlice; mientras que si son
orientables se denominan Kaplan.
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El rodete llega a tener un dimetro dehasta 0,4 del dimetro del tubo de
aspiracin. De esta manera mejora la circulacin
del agua, as se alcanzan valores dens> 850.
En el interior del cubo se encuentra elmecanismo hidrulico para realizar elmovimiento de las palas del rodete.
Esto obliga a limitar el numero depalas.
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SALTO => aumentan los esfuerzos
que tienen que soportar los alabes,
por lo que el cubo tiene mas dimetro,tanto como para alojar los cojinetes
donde pivotean los alabes, como para
poder alejar el mayor numero dealabes.
Para H > 10 m la Kaplan empieza a
ser mas voluminosa que la turbinaFrancis, aunque mantiene la ventaja
de tener los alabes orientables.
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Regulacin en turbinas Kaplan:
En el caso ideal:gHn= c1u1cos1- c2u2cos2
Lograr:
2= 90=> gHn=c1u1cos1
Para cualquier grado de admisin,actuando
al mismo tiempo sobre el distribuidor y
las
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TURBINA PELTON
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Una turbina Peltones uno de los tiposms eficientes de turbina hidrulica. Es
una turbomquina motora, de flujo
trasversal, admisin parcial y de accin.
Consiste en una rueda (rodete o rotor)dotada de cucharas en su periferia, las
cuales estn especialmente realizadas
para convertir la energa de un chorrode agua que incide sobre las cucharas.
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El grado de reaccin de unaturbomquina viene definido por la
relacin entre la variacin deentalpa especfica y la variacinde energa especfica del flujo alatravesar las mquinas:
En el caso de turbomquinashidrulicas, es despreciable la
variacin de energa interna,quedando:
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