Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

ÍNDICE

•

OBJETIVOS

(3)

•

FUNDAMENTO TEORICO

(3)

•

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS UTILIZAD OS

(14)

•

PROCEDIMIENTO

(18)

•

DATOS

(19)

•

CALCULOS Y RESULTADOS

(20)

•

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

(22)

FACUL ACULT TAD DE INGENIERIA MECANICA ME CANICA - UNI U NI

2

TURBINA FRANCIS

TURBINA FRANCIS I.

OBJETIVOS

•

Analizar la variación de la eficiencia de una turbina Francis, debido a la variación de la velocidad de giro de su eje (rpm), por el aumento de carg cargaa en él. él. Así Así mi mism smoo anal analiz izar ar dich dichaa vari variac ació ión, n, para para dife difere rent ntes es posiciones de los alabes del estator.

II.

FUNDAMENTO TEORICO

TURBINAS Turbina, Turbina, es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice. ¿Qué es la Hidraulica? Es el proceso mediante el cual la energía potencial del agua se convierte en energía eléctrica a través del trabajo de rotación de una turbina. Las turbinas se clasifican en turbinas hidráulicas o de agua, agua , turbinas de vapor y turbinas de combustión. combustión. Hoy la mayor parte de la energía eléctrica mundial se produce utilizando generadores movidos por turbinas. Los molinos de viento que producen energía eléctrica se llaman turbinas de viento.

Funcionamiento de las Turbinas Turbinas hidráulicas FACUL ACULT TAD DE INGENIERIA MECANICA ME CANICA - UNI U NI

3

TURBINA FRANCIS Para mantener una salida constante de voltaje en una instalación instalación hidroeléctrica la velocidad de la turbina debe mantenerse constante, independientemente de las variaciones de la presión del agua que las mueve. Esto requiere gran número de controles que, tanto en la turbina de Francis como en la de Kaplan, varían el ángulo de las palas. En las instalaciones de ruedas Pelton, el flujo del agua se controla abriendo y cerrando las boquillas eyectoras. En este caso, se utiliza una boquilla de derivación de descarga, dado que los cambios rápidos de corriente en canales de caída largos podrían producir aumentos repentinos en la presión, llamados martillos de agua, que pueden ser muy dañinos. Con estos ajustes, se mantiene constante el flujo de agua a través de las boquillas. Para ello se cierran las boquillas de descarga, lo que se hace con mucha lentitud para evitar martillos de agua.

Avances en el diseño de las turbinas Las turbinas pueden ser de varios tipos, según los tipos de centrales: Pelton (saltos grandes y caudales pequeños), Francis (salto más reducido y mayor caudal), Kaplan (salto muy pequeño y caudal muy grande) y de hélice. Las centrales dependen de un gran embalse de agua contenido por una presa presa.. El caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías forzadas, controlados con válvulas para adecuar el flujo de agua por las turbinas con respecto a la demanda de electricidad. El agua sale por los canales de descarga.

La tendencia en las turbinas hidráulicas modernas es utilizar caídas mayores y máquinas más grandes. Según el tamaño de la unidad, las turbinas Kaplan se utilizan en caídas de unos 60 m, y en el caso de las turbinas Francis de hasta 610 m.


4

TURBINA FRANCIS

Muchas de las pequeñas instalaciones en presas construidas antes de 1930 han sido abandonadas debido a su alto costo de mantenimiento y la mano de obra que requieren. Sin embargo, el aumento de los costos de los combustibles fósiles ha hecho volver la mirada hacia este tipo de sistemas de poca caída. Con el desarrollo de turbinas de hélice hélice normaliza normalizadas das con ejes ejes casi horizontales horizontales,, las instalac instalacione ioness pequeñas pequeñas han recuperado su atractivo original.

Se han diseñado turbinas que actúan como bombas cuando funcionan a la inversa, invirtiendo el generador eléctrico para que funcione como un motor. Dado que no es posible almacenar la energía eléctrica de forma económica.

CLASIFICACIÓN DE LAS TURBINAS HIDRÁULICAS :

1.- De acuerdo al al modo de obrar obrar del agua. A) De acción acción o de chorro. B) De reacción reacción o de sobrepresión. sobrepresión. CARACTERÍSTICAS : Turbina de Reacción. (FRANCIS) (FRANCI S) Entre la parte superior e inferior del rodete existe una diferencia de presión Turbina de Acción. (PELTON) (PELTON) •

Entre la parte superior e inferior del rodete existe la misma presión y que generalmente es la atmosférica).

•

El agua tiene al entrar al rodete energía cinética y potencial

2.- De acuerdo a la dirección con que ingresa el agua. A) Radiales. B) Axiales


5

TURBINA FRANCIS C) Tangen angencia ciale les. s.

3.- De acuerdo al grado de admisión A) De admisión Total Total B) De admisión admisión parcial 4.- De acuerdo a la posición del eje de la turbina. A) De eje vertical B) De eje horizontal

CRITERIOS PARA LA SELECCION DE TURBINAS HIDRÁULICAS

Normalme Normalmente nte las condicio condiciones nes hidráuli hidráulicas cas del Proyecto Proyecto fijan fijan solament solamentee tres parámetr parámetros os caracterís característico ticoss que son: Altura Altura de caída (H), (H), Caudal Caudal (Q) y Potencia Potencia (P). Casi siempre el salto es una premisa y le queda por definir al proyectista ya sea el caudal o la potencia, dejándose el último a criterio del fabricante de la máquina. Conocidos los parámetros H-P ó H-Q, se puede seleccionar un tipo determinado de turbin turbinaa a través través del conoci conocimi mient entoo de los paráme parámetro tross carac caracter teríst ístic icos os de diseñ diseñoo y selección, tales tales como: la velocidad específica específica (Ns) (Ns) o la cifra de velocidad de rotación rotación ν). ( ν

N P Ns = ------H 5/4

N (Q/ )1/2 ν = −−−−−−−−−−−

(2gH) 5/4

Estos Estos parámetros parámetros solo se utilizan utilizan en su forma a dimensional dimensional.. Por lo tanto es posible usar cualquiera de las dos cifras de acuerdo a los datos que se disponga en el Proyecto. TURBINA FRANCIS


6

TURBINA FRANCIS La turbina Francis es un motor hidráulico de reacción, que se emplea para caudales y alturas medias. En la figura 1.1, está representada en semicorte axial una turbina para un salto de 179 m. Se puede apreciar el rodete o parte móvil de turbina (1.1 en la figura), constituido constituido por un cierto número de paletas o álabes que oscila entre 16 y 21, y depende del tipo de construcción. El agua procedente de la tubería forzada entra perpendicularmente al eje de la turbina y sale paralela a él. La parte por la que entra el agua en la turbina se denomina cámara de descarga (1.2 en la figura). El agua, después de pasar por el rodete, impulsando a éste y haciéndolo girar, sale por un tubo denominado tubo de aspiración (1.3 en la figura).

Para regular el caudal de agua que entra en el rodete se utilizan unas paletas directrices situadas en forma circular, y cuyo conjunto de denomina distribuidor (1.4 en la figura). Cada una de las paletas directrices se mueve sobre un pivote, de tal forma que llegan a tocarse en la posición de cerrado, en cuyo caso no entra agua en el rodete, y tienen sus caras casi paralelas en la posición de abierto, en cuyo caso el caudal de agua recibido por el rodete es máximo. El conjunto de paletas directrices del distribuidor se acciona por medio de un anillo móvil (1.5 en la figura), al que están unidas todas las paletas directrices, y este anillo móvil, a su vez está accionado por el regulador de velocidad de la turbina. Esto se puede apreciar en la figura 1.2, una turbina Francis vista desde abajo; donde (1) es el rodete de la turbina, unido al eje (2) de la misma. Las paletas del distribuidor están representadas por (3), y (4) expresa los pivotes sobre los que giran dichas paletas; en la figura, las paletas del distribuidor están casi totalmente abiertas.


7

TURBINA FRANCIS

Figura 1.1 Semicorte axial de una turbina

La turbina Francis representada anteriormente es de eje vertical; también se construyen turbinas Francis de eje horizontal, tal como la representada en la figura 2. Otro ejemplo de turbina Francis vertical es la figura 3.


8

TURBINA FRANCIS

Figura 1.2 cámara de carga

Para la elección de una turbina Francis de eje horizontal o de eje vertical , se tienen en

cuenta diversos criterios. La turbina Francis de eje horizontal presenta las siguientes ventajas: - Separación completa de la turbina y el generador. - Disposición ventajosa de la sala de máquinas ya que la turbina y el generador están situados al mismo nivel - Fácil montaje. - Facilidad de reparaciones en la turbina y en el generador. - Costo reducido de la turbina y el generador.


9

TURBINA FRANCIS Respecto a la turbina de eje horizontal, la turbina Francis de eje vertical presenta los siguientes inconvenientes:

- La turbina y el generador ya no son completamente independientes puesto que ambas máquinas han de estar soportadas por un cojinete axial común. - Al estar superpuestas la turbina y el generador, se precisa construir una sala de máquinas de, por lo menos, dos plantas. - El montaje es más difícil. - Los dispositivos dispositivos de engrase (sobre todo del cojinete axial) son más complicados. - El costo es superior en aproximadamente, un 20 % a igualdad las demás condiciones. En resumen, que la tendencia moderna es construir turbinas Francis de eje horizontal. Sin embargo, como las primeras turbinas Francis eran de eje vertical, las casas constructoras tienen mayor experiencia experiencia en la construcción de turbinas de este tipo, por lo que todavía se realizan muchas instalaciones con turbinas Francis de eje vertical. Sobre todo, es interesante el empleo de estas turbinas cuando, por razones de espacio disponible, conviene reducir la superficie de la sala de máquinas, todo lo que sea posible. La forma de rodete y el perfil de los álabes dependen de las características de salto y caudal. Se puede ver en la figura 1.4 un rodete de turbina Francis de velocidad normal y en la figura 1.5, un rodete de turbina Francis extra rápida. En las centrales hidráulicas con saltos de pequeña y mediana altura, la turbina Francis se monta con la cámara de descarga abierta. En las figuras 1.3 y 1.5 se representan esquemáticamente dos turbinas Francis, de eje vertical y de eje horizontal, respectivamente, montadas en cámara abierta. En este tipo de cámara el agua llega libremente hasta la turbina, quedando ésta sumergida en el agua, tal como puede apreciarse con ambas figuras.


10

TURBINA FRANCIS

Figura 1.3 Tubo de aspiración

Para saltos de gran altura no es posible la instalación de cámara abierta, pues ésta quedaría sometida a grandes presiones. En estos casos, se emplean cámaras de descarga cerradas y para saltos aún mayores (300 m y más) cámaras de descarga en espiral (fig.1.6)

Figura 1.4 Distribuidor

Figura 1.5 Anillo móvil

Maneras de instalar las turbinas Francis FACUL ACULT TAD DE INGENIERIA MECANICA ME CANICA - UNI U NI

11

TURBINA FRANCIS a) Turbinas de eje vertical en cámara abierta La disposición se puede ver en la figura 1.3, que puede considerarse como el tipo normal de esta primera clase de turbinas. b) Turbinas de eje horizontal en cámara abierta La disposición más usual en esta clase de instalaciones se representa en la figura 1.5. El tubo de aspiración comienza en un codo de hierro fundido, unido a la armazón de la turbina y que apoya por unas orejas en un marco de sustentación. c) Turbinas de eje horizontal con tubería de presión Como ejemplo de este sistema puede considerarse la representada en la figura 1.6. La tubería de presión se dispone bajo la bóveda que separa la sala de máquinas de la cámara de desagüe, desagüe, a fin de ahorrar espacio espacio y tener más libre la central, central, de manera manera que la entrada del agua suele tener lugar por la parte inferior de la turbina. La envoltura exterior suele tener forma de espiral, lo que ha dado lugar a que se designen estas turbinas

por

este

nombre.

Ventajas importantes de las Turbinas Francis Las primeras turbinas conocidas fueron turbinas del tipo chorro, no empezando a emplearse

las

de

reacción

hasta

principios

del

siglo

XIX.

En el año año 1833 1833 inve invent ntóó el fran francé céss Fo Four urne neyyron ron la turb turbin inaa que que ll llev evaa su nomb nombre re,, construyéndola construyéndola de manera que el rodete de movía siempre sumergido en el agua, gracias al principio de reacción que por primera vez, se utilizaba. Algo más tarde, se conoció tambi también én la aplica aplicació ciónn del tub tuboo de aspira aspiració ción, n, emplea empleado do simult simultáne áneame ament ntee por los ingenieros Jonval y Henschel en sus turbinas.

Un desarrollo más completo recibieron las turbinas de reacción con la invención del americano Francis, en el año 1849. Si bien, de momento su turbina no mereció mucha atención en Europa, fue en cambio pronto apreciada en su país y ventajosamente FACUL ACULT TAD DE INGENIERIA MECANICA ME CANICA - UNI U NI

12

TURBINA FRANCIS perfeccionada, alcanzando el gran renombre de que goza actualmente en todas partes. A continuación los tipos de turbina de reacción más importantes. Atendiendo, finalmente, a la posición del eje, que en las turbinas Francis puede colocarse como convenga, y considerando que este tipo de máquinas se puede emplear para los mayores caudales y para saltos desde 0,50m hasta 120m, funcionando siempre del modo más ventajoso. En esta figura se visualiza de mejor manera una turbina Francis.

Figura 1.6 Cámaras de cargas en espiral

CAUSAS QUE INFLUYEN EN EL RENDIMIENTO DE LAS TURBINAS Debido a que las turbinas trabajan en condiciones variables de altura, velocidad y poten potencia cia,, es neces necesari arioo estud estudia iarr el efect efectoo que sobre sobre el rendim rendimie iento nto produc producen en las las variaciones de aquellos elementos que en la práctica son difíciles de hacerlas constantes.


13

TURBINA FRANCIS 1. La altura de carga carga sobre la Turbina Turbina puede variar variar y con ella la Potencia Potencia desarrolla desarrollada, da, pero puede regularse convenientemente la velocidad de modo que no se altera el rendimiento, permaneciendo constante la altura de la compuerta.

2. Pu Pued eden en ser ser cons consta tant ntes es la altu altura ra de carg cargaa y la velo veloci cida dadd y vari variar arse se la pote potenc ncia ia moviendo las directrices o el punzón regulador.

3. Son muy corrientes las las variaciones de la la relación entre carga carga y velocidad, velocidad, sobre todo en la Turbinas Turbinas de poco salto. Así como la velocidad debe variarse entre límites límites muy próximos uno del otro, la altura de carga puede experimentar alteraciones del 50% y más aún.

4. Para Para una carga carga hidrá hidráuli ulica ca y una abertura abertura de direc directri trices ces dadas dadas puede puede variar variarse se la velocidad regulando la potencia de la Turbina.

REGULACIÓN DE LA TURBINA FRANCIS

El objeto que persigue persigue la regulación regulación es doble: debe estar dispuesta dispuesta de tal forma que se acomode a funcionar a las condiciones variables que presenta todo salto ya que si disminuye el caudal y la Turbina conserva la misma sección de salida, pronto empezará a bajar el nivel de la cámara de agua disminuyendo así la potencia y por lo tanto se hace indispensable indispensable establecer una disposición que permita en tales casos disminuir la sección de paso de agua con lo que al menos se conservará constante la altura del salto.

En segundo lugar la regulación es necesaria para acomodar la turbina a las distintas cargas en forma que se conserve lo más constante posible el número de revoluciones. revoluciones. Este segundo objeto objeto es alcanzado casi siempre siempre de la misma forma que el primero, es decir por la variación de la sección de salida del agua.


14

TURBINA FRANCIS

III.

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS

•

Turbina Francis.-

Marca

:

ARMFIELD HIDRAULIC ENGINEERING Co. Ltd. RINGWOOD HARTS, ENGLAND.

Tipo

:

Ns 36 MK2.

Potencia

:

2,5 BHP.

Velocidad

:

1000 RPM.

Tamaño nominal del rodete

:

6 “.

Velocidad especifica

:

36 RPM.

Altura neta

:

20 pies.

Velocidad de embalamiento máximo:

1800 RPM.

Diámetro de la volante

12 “.

Diámetro de la entrada

: :


6 “.

15

TURBINA FRANCIS

Figura 3.1 Turbina Francis.

•

Tacómetr Tacóm etro o.-

TACOMETRO SMITH Rango: 0-2000RPM Aprox: 20RPM

Figura 3.2 Tacómetro. •

Pesas


16

TURBINA FRANCIS

Figura 3.3 Pesas. •

Regla

Figura 3.4 Regla

•

Dinamómetro.-

DINAMOMETRO SALTIN Rango: 0-20Kg Aprox: 100g


17

TURBINA FRANCIS

Figura 3.5 Dinamómetro

•

Bomba.-

Motor: Neman Motor INC Casco: 2560/DD 2182 BB RPM: 3600BB voltaje: 220v Ciclo: 60 amperaje: 26A Fase: 3 HP=10 Factor de servicio: 1.15 Bomba: SIGMUND PUMP LTD. Tipo: MN63 N° serie: 147305


18

TURBINA FRANCIS Figura 3.6 Bomba •

Freno de Cinta (Prony).-

Figura 3.7 Prony

•

WEIR

Escala: 0-30cm Aprox: 0.1mm Triangular: α=90° Cd = 0.6

•

MANOMETRO ASHCROFT.-

Rango: 0-60PSI Aprox: 1PSI


19

TURBINA FRANCIS

IV.

PROCEDIMIENTO

1. Seleccio Seleccionar nar una altura altura de funcionami funcionamiento ento que debe debe permanece permanecerr constante constante durante todo el ensayo. 2. Para determinar posición de los alabes directrices se hace variar la carga al freno. 3. Para cada cada carga carga aplicada aplicada toman toman los los datos datos de la velocid velocidad, ad, de la fuerza fuerza en el dinamómetro, de la pesa y de la altura del linímetro. 4. Repetir Repetir el paso paso anterior anterior para para otros dos dos ángulos ángulos o aperturas aperturas de los los alabes alabes directrices ESQUEMA TURBINA FRANCIS DEL LABORATORIO

tacómetro manómetro

1

Volante (freno phrony)

turbina

1.21-h

pesas

Tanque medidor de caudal (weirs)

2

bomba

V.

DATOS


20

O R T E M Ó M A N I D

L O E R D T A E R M I U T N L I L A

h1 (mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

R A L U G N A D A D I C O L E V

A G R A C

D (kg)

W (kg)

n (RPM)



h1 (mm)


A G R A C

D (kg)

W (kg)

n (RPM)



h1 (mm)


A G R A C

D (k (kg)

W (kg)

n (RPM)

175

810,00

0

0

1249

0,00

190

991,92

0

0

1233

0,00

207

1224,90

0

0

1256

0,00

180

868,23

0,8

0,5

1161

54,37

195

1057,44

0 ,9

0,5

1199

74,86

210

1269,06

0,85

0,5

1219

66,60

182

892,19

1,6

1

1120

104,90

197

1084,34

1 ,7

1

1201

131,23

212

1299,01

1,7

1

1201

131,23

185

928,86

2,4

1,5

1118

157,06

202

1153,35

2 ,6

1,5

1173

201,41

216

1360,16

2,55

1,5

1166

191,11

188

966,40

3,3

2

1076

218,35

203

1167,46

3 ,4

2

1170

255,69

217

1375,71

3,5

2

1146

268,33

188

966,40

4,2

2,5

1024

271,73

207

1224,90

4 ,3

2,5

1141

320,59

220

1422,99

4,55

2,5

1129

361,28

190

991,92

5,2

3

999,7

343,31

207

1224,90

5,25

3

1120

393,36

220

1422,99

5,5

3

1113

434,34

192

1017,83

6,1

3,5

975,5

395,91

208

1239,52

6 ,2

3,5

1069

450,54

195

1057,44

7,1

4

860

416,15

208

1239,52

7,05

4

1002

477,05

195

1057,44

8

4,5

800,5

437,34

209

1254,24

7,95

4,5

985

530,45

196

1070,84

9

5

773,7

483,09

210

1269,06

8 ,8

5

920,3

545,89

197

1084,34

9,8

5,5

719,2

482,74

212

1299,01

9 ,8

5,5

915,3

614,36

213

1314,14

10,8

6

830

621,89

213

1314,14

12,65

7

706,4

623,01

VI.


Relaciones utilizada en los cálculos

γ

9806,65 N / m3

g

9,80665 m / s2

P2

5 ps p si

Φ2

0 ,1 5 2 m

Φ1

0 ,2 5 m

h2

1 ,8 6 5 m

h A

0 ,6 5 5 m

R

0 ,1 5 2 m

<>

34473,7865 Pa Pa

VI.


Relaciones utilizada en los cálculos

γ

9806,65 N / m3

g

9,80665 m / s2

P2

5 ps p si

Φ2

0 ,1 5 2 m

Φ1

0 ,2 5 m

h2

1 ,8 6 5 m

h A

0 ,6 5 5 m

R

0 ,1 5 2 m

<>

PH = γ . Q . H T PH = γ . 1,416 . h15/2 . [ ( P 2 - P1) / γ + ( v 22 - v12 ) / (2 . g) + ( z 2 - z1 ) ] P1 = 0 Q = vi . Ai Ai = π . Φ i z2 - z1 = h2 - h A - h1 = 1,21 - h1

PEJE = T . ω T = ƒ .R ƒ=D-W ω = 2 . π . n / 60

D: Lectura del dinamómetro W: Peso de la carga n: RPM R: Radio de la volante

34473,7865 Pa Pa

TURBINA FRANCIS


23

A C I L U Á R D I H A I C N E T O P


n (RPM) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14



E J E L A A I C N E T O P



n (RPM)

1249

810,00

0,00

1161

868,23

54,37

1120

892,19

104,90

1118

928,86

157,06

1076

966,40

1024

966,40

999,7 975,5

0,00%



n (RPM)

1233

991,92

6,26%

1199

1057,44

11,76%

1201

1084,34

16,91%

1173

1153,35

218,35

22,59%

1170

271,73

28,12%

1141

991,92

343,31

34,61%

1120

1017,83

395,91

38,90%

0,00

0,00%

1256

1224,90

74,86

7,08%

1219

1269,06

66,60

5,25%

131,23

12,10%

1201

1299,01

131,23

10,10%

201,41

17,46%

1166

1360,16

191,11

14,05%

1167,46

255,69

21,90%

1146

1375,71

268,33

19,50%

1224,90

320,59

26,17%

1129

1422,99

361,28

25,39%

1224,90

393,36

32,11%

1113

1422,99

434,34

30,52%

1069

1239,52

450,54

36,35%

860

1057,44

416,15

39,35%

1002

1239,52

477,05

38,49%

800,5

1057,44

437,34

41,36%

985

1254,24

530,45

42,29%

773,7

1070,84

483,09

45,11%

920,3

1269,06

545,89

43,02%

719,2

1084,34

482,74

44,52%

915,3

1299,01

614,36

47,29%

830

1314,14

621,89

47,32%

706,4

1314,14

623,01

47,41%

0,00

0,00%

TURBINA FRANCIS

50,00% (2): y = -3E-06x 2 + 0.0046x 0.0046x - 1.4389 1.4389 45,00% 40,00% (1): y = -2E-06x 2 + 0.0026x 0.0026x - 0.4796

35,00% 30,00%

(3): y = 7E-06x 2 - 0.0198x 0.0198x + 13.068

25,00% 20,00%

i l f d á E H n c e u a r

15,00% 10,00% 5,00% 0,00% 700

750

800

850

900

950

1000

1050

1100

1150

1200

1250

1300

RPM PO SI SICIÓ N 1

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA - UNI

PO SI SICIÓ N2

PO SI SICIÓ N3

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TURBINA FRANCIS

50,00% (2): y = -3E-06x 2 + 0.0046x 0.0046x - 1.4389 1.4389 45,00% 40,00% (1): y = -2E-06x 2 + 0.0026x 0.0026x - 0.4796

35,00% 30,00%

(3): y = 7E-06x 2 - 0.0198x 0.0198x + 13.068

25,00% 20,00%

i l f d á E H n c e u a r

15,00% 10,00% 5,00% 0,00% 700

750

800

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1100

1150

1200

1250

1300

RPM PO SI SICIÓ N 1

PO SI SICIÓ N2

PO SI SICIÓ N3

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA - UNI

VII. VII.

CONC CONCLU LUSI SION ONES ES Y RECO RECOME MEND NDA ACION CIONES ES

CONCLUSIONES

•

Para las posiciones 1 y 2, las curvas de la eficiencia son cóncavas hacia abajo, como era de esperarse. Sin embrago en la posición 3, no sale así, una razón razón seria seria haber haber tomado tomado pocos pocos puntos puntos ya que que la bomba bomba no podía podía trabajar con mas caudal para mantener los 5 psi de entrada.

•

En la curva de la posición dos está la concavidad hacia abajo que explica porqué los valores de la velocidad angular subían y luego volvían a bajar.

•

Los Los valore valoress mismos mismos de la eficie eficienci ncia a hidráu hidráulic lica, a, podem podemos os ver que son bastante bajos, en su mayoría menores a 45% e incluso tan bajos como 10%. Esto no coincide con las altas eficiencias que las turbinas Francis suelen tener.

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VII. VII.

CONC CONCLU LUSI SION ONES ES Y RECO RECOME MEND NDA ACION CIONES ES

CONCLUSIONES

•

Para las posiciones 1 y 2, las curvas de la eficiencia son cóncavas hacia abajo, como era de esperarse. Sin embrago en la posición 3, no sale así, una razón razón seria seria haber haber tomado tomado pocos pocos puntos puntos ya que que la bomba bomba no podía podía trabajar con mas caudal para mantener los 5 psi de entrada.

•

En la curva de la posición dos está la concavidad hacia abajo que explica porqué los valores de la velocidad angular subían y luego volvían a bajar.

•

Los Los valore valoress mismos mismos de la eficie eficienci ncia a hidráu hidráulic lica, a, podem podemos os ver que son bastante bajos, en su mayoría menores a 45% e incluso tan bajos como 10%. Esto no coincide con las altas eficiencias que las turbinas Francis suelen tener.

•

Al comparar las curvas TORQUE vs RPM en las diferentes posiciones del estator, se observa que cuando la potencia del agua es mayor, el eje soport soporta a mayore mayoress carga cargas, s, esto esto era de espera esperarse rse ya que cuando cuando se le entrega mayor potencia al eje este tendrá mayor ma yor resistencia.

RECOMENDACIONES

•

Para obtener un valor más exacto de la eficiencia hidráulica se debe tener las siguientes consideraciones: consideraciones: o

Calibrar el dinamómetro cuando la rueda gire sin carga.

o

Colocar las pesas una sobre otra, sin retirar ninguna ya puesta, ya que la variación de presión des calibra el dinamómetro. dinamómetro.

o

•

Conseguir un dinamómetro lo más preciso posible. Evit Evitar ar el cale calent ntam amie ient nto o en la vola volant nte, e, echa echand ndo o agua agua como como líqu líquid ido o

refrigerante.

TURBINA FRANCIS •

Teniendo en cuenta la antigüedad de los equipos, asumir que en los resu resultltad ados os exis existitirá rá un erro errorr, ya sea sea pequ pequeñ eño o o gran grande de,, en nues nuestr tros os resultados finales.

•

Es recomendable que la presion de entrada de la turbina sea de 3 o 4 psi, para que la bomba no tenga problemas de mantenerla por faltas de caudal y hace poder tener mas puntos en la tercera serie de datos.


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TURBINA FRANCIS


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Informe Final Turbina Francis

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