UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA DEPARTAMENTO INGENIERIA MECÁNICA
INFORME LABORATORIO TML- 3 TURBINA HIDRÁULICA PELTON
Fecha: 01 de Diciembre Paula Castro
Matías Concha
Faustino Correa
201104524-6
201004505-6
201241502-0
NOMENCLATURA UTILIZADA
̇ % ̇
: potencia hidráulica
: caudal de agua
: peso específico del agua (
= 9.393[/] 15[℃] )a
: altura o salto de agua
: torque : potencia en el eje
: revoluciones : potencia eléctrica : voltaje
: intensidad de corriente : rendimiento eléctrico
: rendimiento de la turbina : porcentaje de caudal referido al caudal nominal de la placa
[] [/] [/] [] [ · ] [] [] [] [] [] [−] [−] [%] 1
INDICE
1
INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 3
2 3 4 5
OBJETIVOS ..................................................................................................... 4 ESQUEMA DE INSTALACIÓN ........................................................................ 5 CARACTERÍSTICAS DE LA TURBINA ENSAYADA ....................................... 7 DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS ................................................................ 7 5.1 5.2
Ensayo al Freno ......................................................................................... 7 Ensayo de Recepción ................................................................................ 7
6 7
FÓRMULAS UTILIZADAS ................................................................................ 8 ANÁLISIS DE MEDICIONES ........................................................................... 9 7.1 Ensayo al Freno ......................................................................................... 9 7.2 Ensayo de Recepción .............................................................................. 11 8 Preguntas Adicionales.................................................................................... 13 9 Conclusiones.................................................................................................. 17
2
1 INTRODUCCIÓN Las turbinas Pelton son un tipo de turbina hidráulica. Son turbomáquinas motoras, de flujo radial, admisión parcial y de acción, por lo tanto el rodete trabaja a presión atmosférica. Están diseñadas para aprovechar grandes saltos hidráulicos de bajo caudal. Estas turbinas poseen álabes periféricos de muy particular diseño, de manera tal que al momento del golpe entre el chorro proveniente de la tubería y el centro de cada pala se aproveche al máximo el empuje del fluido, teniendo márgenes de empleo entre 60 y 1500 metros, y consiguiendo rendimientos máximos del orden del 90%, dependiendo del tipo, tamaño y salto.
Imagen 2. Vista superior y en ángulo de rodete Pelton.
Imagen 1. Vista lateral en funcionamiento de álabes de turbina Pelton.
El sistema en sí se compone por: 1. Tubería de distribución 2. Inyector 3. Rodete 4. Carcasa 5. Eje de la turbina 6. Generador La tubería de distribución está constituida por un equipo de inyección de agua el cual dirige el fluido y controla el caudal que posee, llegando a cesar por completo el paso de agua cuando sea necesario. El inyector tiene como objetivo dirigir y regular el chorro de agua sobre el rodete; se compone de la tobera, instalada al final de la cámara de distribución. El eje de la turbina se encuentra rígidamente unido al rotor, transmitiendo el movimiento de rotación al eje del generador. 3
La tobera o inyector lanza el chorro de agua contra los álabes del impulsor, de esta forma el agua acciona sobre los álabes intercambiando energía con el rotor mientras el otro cambia su cantidad de movimiento. La variación del caudal del chorro para regular la potencia se logra mediante una aguja de forma especial, con cuyo accionamiento se puede estrangular la sección de la boquilla del inyector; esta regulación puede ser manual o mediante un servomotor.
Imagen 3. Orientación aguja - álabe Pelton.
Cuando se dispone de un solo inyector, como el caso de la turbina estudiada, el rodete tiene el eje de giro horizontal y el eje de salida del chorro es tangente horizontal. En este laboratorio se realizarán ensayos al freno y de recepción, explicados más adelante.
2 OBJETIVOS Los objetivos de este laboratorio son:
Estudiar cómo se comporta la turbina frente a diferentes condiciones de trabajo a través de sus curvas características. Conocer cómo se lleva a cabo el ensayo, el equipamiento e instrumentación necesaria, para compararlos con los conocimientos teóricos. Aplicar conocimientos teóricos relacionados con turbinas Pelton.
4
3 ESQUEMA DE INSTALACIÓN El ensayo se lleva a cabo en el laboratorio de termofluidos de la UTFSM, CC. Las imágenes a continuación dan una idea de cómo se encuentra instalado el sistema y se distinguen las principales dimensiones.
Imagen 4. Esquema general de todos los elementos del sistema.
En la imagen 4 se distinguen los principales instrumentos utilizados. Sobre el tanque de agua se ubicaba también un manómetro pero por comodidad de medición fue utilizado el que se observa en el esquema, ya que la presión en ambos casos era la misma y se regulaba mediante una válvula ubicada detrás del estanque, accionada de forma manual hasta alcanzar la presión de trabajo utilizada en este laboratorio. Avanzando por el ducto que se dirige hacia la turbina, se procede a registrar de forma digital el caudal que circula por él, también existe otro medidor de caudal análogo pero al comparar los datos de uno respecto al otro las mediciones diferían, posiblemente por algún problema de calibración o de observación del operador. El manómetro, como se mencionó, se ubica a la entrada del fluido a la turbina, entregando la medición en . Conectado a los sistemas del generador se encuentra un voltímetro , con el fin de determinar para cada tiempo medido la tensión eléctrica; se cuenta también con un amperímetro para medir la intensidad de corriente circulando y desde la línea roja que toca el rodete (ver imagen 4) se instala un instrumento para medir las revoluciones con las que gira .
̇ [/] [/]
[]
[]
[]
[]
5
Imagen 5. Vista frontal del sistema de turbina Pelton.
Imagen 6. Vista en perspectiva del sistema de turbina Pelton.
6
4 CARACTERÍSTICAS DE LA TURBINA ENSAYADA En la siguiente tabla se resume las características de la turbina ensayada:
1
Tipo
PELTON Inyector
Fabricante
ESCHER WYSS
1936 5 [] 50 [] 14 [/] 1070 [] 250 [] 20 [−] 25 []
Año Potencia Salto útil Caudal Revoluciones óptimas Diámetro del rodete Número de cucharas Diámetro inyectores Sistema de alimentación
Mediante bomba centrífuga para simular altura de caída
Tabla 1. Características de la turbina Pelton ensayada.
5 DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS 5.1 Ensayo al Freno El ensayo de freno lo que busca es ver la reacción de la turbina frente al cambio de cargas del sistema. Manteniendo el flujo volumétrico y la presión en valores constantes de y respectivamente, mientras se disminuye progresivamente la carga partiendo desde hasta llegar a en un total de diez mediciones distintas. De esta forma es posible analizar la potencia consumida y cómo varía la velocidad de giro de la máquina mientras esta disminuye. Se realizan mediciones de: revoluciones, caudal (constante), presión (constante), voltaje, intensidad de corriente, considerando un salto constante .
16[/] 3[]
1290[]
̇
620[]
[]
5.2 Ensayo de Recepción El ensayo de recepción, busca determinar la relación entre la entrada de volumen de agua y el cambio que produce en el sistema, para esto las revoluciones se mantienen constantes al igual que lo hace la presión, en y respectivamente. La altura también es constante, mientras que el flujo volumétrico
800[] 3[] 7
16 100% 5 [/]
varía entre y en un total de cinco mediciones, considerando el dato inicial como el de la carga y disminuyendo un por cada nueva medición. Se va cerrando el inyector y se ajusta la carga para mantener las rpm constantes.
10%
Bajo las condiciones anteriores, se realizan mediciones de: caudal, revoluciones (constante), abertura del inyector (%), presión (constante), voltaje, intensidad de corriente.
6 FÓRMULAS UTILIZADAS 6.1 Potencia hidráulica:
6.2 Torque:
ℎ
6.3 Potencia eléctrica:
6.4 Potencia en el eje:
ℎ = ̇ · · = + 2 = 9.548·
6.5 Rendimiento de la turbina:
= ·
= =
8
7 ANÁLISIS DE MEDICIONES En anexo se encuentran los valores obtenidos en la mediciones de laboratorio, pero de forma independiente se trabajará con un paquete de datos, que fueron mediciones realizadas más cuidadosamente.
7.1 Ensayo al Freno Para analizar los datos obtenidos con mayor precisión, se utilizara un paquete de datos, específicamente el paquete número 3. Para el ensayo al freno las mediciones son: Carga sin carga
1 2 3 4 5 6
Presión entrada
[] 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5
[/] 11,1 11,1 11,1 11,1 11,1 11,1 11,1
caudal
Tabla 2. Datos utilizados para el ensayo al freno.
n
[] 1394 1329 1268 1176 1063 866 572
tensión
146 223 222 223 221 209 122
[]
corriente
[]
0 2,6 4,3 6,3 8,1 9,7 8
Observando la tabla los valores que se mantienen constantes son la presión de entrada y el flujo volumétrico .
= 3,5 []
̇ = 11,1 [/]
9
A continuación, se muestran los gráficos característicos del ensayo al freno (los valores con los cuales se construyeron estos gráficos se encuentran en la sección Anexo): eficiencia vs rpm 70 60 50 ] -
[
40 30
η
20 10 0 0
500
1000
1500
n [rpm]
Gráfico 1. Eficiencia v/s rpm
Torque vs rpm 300,0
] 250,0 m200,0 N [ e 150,0 u q r 100,0 o T 50,0 0,0 0
500
1000
1500
n [rpm]
Gráfico 2. Torque v/s rpm 3000,0
Pk vs rpm
2500,0
] W [ a i c n e t o P
2000,0 1500,0 1000,0 500,0 0,0 0
500
1000
1500
n [rpm]
Gráfico 3. Potencia en el eje v/s rpm
10
Las tres Gráficas (1, 2 y 3) , correspondientes al ensayo de freno, presentan un comportamiento cuadrático, alcanzando su punto de máximo rendimiento en en este punto se da el traspaso de energía óptimo y por tanto las perdidas aquí serán menores; para el caso de los gráficos de torque y potencia del eje (gráficos 2 y 3 ), ambos presentan la misma forma, pero ocurren en otra frecuencia de operación.
827 [],
= 0,9781 = 2,19% = 0,9781 = 2,19% = 0,9823 = 1,77% 5%
Para el Gráfico 1, el coeficiente de correlación es , y el error porcentual obtenido respecto al comportamiento teórico es . Análogamente para el Gráfico 2 , y . Por último, para el Gráfico 3, se tiene lo que corresponde a un error porcentual equivalente a . Los tres errores son menores a un por lo cual se considera aceptable y cumple con el comportamiento definido anteriormente.
7.2 Ensayo de Recepción Para el ensayo de recepción los valores son:
ó [] [/] ó [] Máximo 3,5 12,5 886 201 caudal 5 3,5 10,87 886 207 4 3,5 9,23 886 193 3 3,5 7,52 886 203 2 3,5 4,83 886 195 caudal 3,5 2,8 886 210 mínimo Tabla 3. Mediciones obtenidas para el ensayo de recepción
[] 13,2 11,2 9,8 7,4 3,6 1,4
Se observa de la tabla los valores que se mantiene constantes en este ensayo son: la presión de entrada y el número de revoluciones por minuto. A continuación, se muestran los gráficos característicos del ensayo de recepción (los valores con los cuales se construyeron estos gráficos se encuentran en la sección Anexo):
11
eficiencia vs %caudal 80,00 60,00 ] [
40,00
η
20,00 0,00 0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
% Caudal [-]
Gráfico 4. Eficiencia vs % caudal
Pk vs % caudal 3000
] 2500 W2000 [ a i c 1500 n e t 1000 o P 500 0 0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
% Caudal [-]
Gráfico 5. Potencia del eje vs % caudal
%abertura vs %caudal 1,2 1 ] [ a r 0,8 u t r 0,6 e b 0,4 A %0,2 0 0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
% Caudal [-]
Gráfico 6. % Abertura vs % caudal
12
Por otro lado, para el ensayo de recepción de la turbina Pelton y los datos procesados del paquete nº3 del CD, se obtienen las gráficas 4, 5 y 6 . De estas tres gráficas el comportamiento es similar y la relación entre las variables refleja un crecimiento constante a medida que se alcanza el caudal máximo, lo cual es un resultado esperable pues el flujo másico es una forma de transmisión de energía y por ende, si se ve incrementado el caudal de igual manera sucede con la potencia y con ello la eficiencia. Omitiendo, para el caso del Gráfico 1 y Gráfico 3, el dato de etha cero, se tiene un comportamiento lineal, directamente proporcional y creciente para las variables involucradas en los tres gráficos. El coeficiente de correlación y su error porcentual asociado a cada uno se presenta a continuación:
= 0,9233 = 7,67% = 1 = 0% = 0,9966 = 0,34%
Tabla 4. Coeficientes de correlación y errores porcentuales asociados a las Gráficas 4-6.
Nota: el subíndice de cada error representa el gráfico al que está asociado.
Se puede observar que la correlación más baja entre las variables y el comportamiento estimado es del Gráfico 4, con un error aproximado al que si bien supera el admisible no lo hace de manera tan notoria por lo cual sigue aproximándose de buena manera al comportamiento definido previamente.
8%
5%
8 Preguntas Adicionales
Determinar Número Específico de Revolución en el punto de máximo rendimiento [NQ]. siendo NQ = n Q1/2 / H3/4. El punto de máximo rendimiento se encuentra para los siguientes datos medidos: H
35
n
866
tensión
209
corriente
9,7
Q m3/s
0,0111
ϒ
9,793 Tabla 5. Valores medidos para punto de máximo rendimiento.
13
Con los datos medidos se procede al cálculo del número específico de revoluciones.
= = 209 ∙9,7 = 2027,3 [] El rendimiento eléctrico se obtiene de la gráfica adjunta en la guía del laboratorio.
Gráfico 7. Cálculo del rendimiento eléctrico de manera gráfica.
Obteniendo de esta manera un rendimiento eléctrico de 0,87, con el cual se procede a calcular la potencia de acoplamiento.
3 = 2330,22 [] = = 2027, 0,87 Luego buscamos la potencia hidráulica del punto:
= = 0,011∙ 9,793 ∙35 = 3804,5 [/] Con estos valores se puede calcular el rendimiento total:
22 = 0,61 [−] = = 2330, 3804,5 Con esto se corrobora que este es el punto de máximo rendimiento de la turbina. Luego se calcula el número específico de revoluciones
/ 866 ∙0,011/ = / = 35/ = 6,34 14
Determinar revoluciones óptimas para el punto de máxima potencia y máximo rendimiento. Se cumple relación teórica u/c = 0,5? Para determinar el número de revoluciones óptimo para ambos casos se utiliza la gráfica de potencia vs rpm y rendimiento vs rpm respectivamente, donde se extrae la ecuación generada por la línea de tendencia asignada, para ambos casos corresponde a una línea polinómica de grado 2. 3000
Pel vs rpm 2000
1000
Pel = -0,0087n2 + 15,941n - 5288,8 R² = 0,9978
0 0
500
1000
1500
Gráfico 8. Relación entre potencia eléctrica y revoluciones 0,8
η vs rpm 0,6 0,4 η
0,2
= -3E-06n2 + 0,005n - 1,6784 R² = 0,9735
0 0
500
1000
1500
Gráfico 9. Relación entre rendimiento y revoluciones
Para los dos casos se sigue el mismo procedimiento para calcular las revoluciones optimas, primero se deriva la ecuación respecto a las revoluciones y se iguala a cero con lo que se obtiene el valor máximo de las revoluciones. Para la potencia:
= −0,0102 ∙2 +18,96 = 0 = 0, 018,10296 ∙2 = 929[] 15
Para el rendimiento:
= −3 −6 ∙ 2 +0,005 = 0 = 3 0,−0056 ∙2 = 833[] Para determinar la relación de velocidades, es necesario determinar la velocidad con que sale el chorro de agua del inyector, para ese se utiliza el caudal de operación , y el diámetro del inyector , por continuidad, resulta una velocidad de salida:
̇ = 11,1 []
= 0,025 []
= 22,61 [] = = 10,9[/]
Además como se determinó que el punto de mayor eficiencia era con , lo que corresponde a una velocidad tangencial de , para el diámetro hidráulico de la turbina . Con esto la relación de velocidades queda:
833[]
= 250 []
= 10,9[/] = 0,48[−] 22,61[/] Este resultado se asemeja bastante al predicho teóricamente con la ley de conservación del Impulso el cual dice que la relación exacta debe ser . El error porcentual asociado es del 4%, en el cual están sujeto a que la velocidad óptima se obtiene de una curva aproximada con el conjunto de datos obtenidos.
= 0,5
Para un proyecto específico de H = 20 veces su N° de grupo en mCA y en base a los resultados obtenidos determine:
Revoluciones óptimas de operación de la TH Pelton. Utilizamos la constante del numero especifico de revoluciones nq invariantes para el modelo y prototipo para poder obtener las revoluciones óptimas.
/ = / 16
La altura del prototipo es H=60[m], y para calcular el caudal se utiliza:
/ 60 / = = 0,011 (35) = 0,0144 [ ] Luego el número de revoluciones queda:
/ / / 60 / 0, 0 11 = () = 929(0,014) (35) = 1221[]
Caudal de operación nominal que succionara la turbina. Caudal ya calculado en el punto anterior
/ 60 / = = 0,011 (35) = 0,0144 [ ]
Potencia eléctrica útil. La potencia eléctrica útil del aproximadamente son 1980[W].
modelo
para
929
[rpm]
/ / 60 = () = 1980 (35) = 4444[] Capacidad de transmisión de potencia del eje. = = 4444 0,87 = 5108 []
9 Conclusiones Las turbinas Hidráulicas son una máquina motora que aprovecha la energía mecánica del fluido, para generar movimiento de rotación y posteriormente producir energía eléctrica. Las turbinas Pelton específicamente, son turbomáquinas hidráulicas, que funcionan con el principio de acción, es decir, a presión constante, donde ocurre el traspaso energético (álabe), en el caso de la turbina Pelton ocurre a presión atmosférica. El estudio de las turbinas hidráulicas es muy importante, por la versatilidad de éstas y el gran rango en el cual trabajan y aprovechar la gran altura hidráulica de trabajo (desde 20 [m] hasta 2000 [m]). El funcionamiento de las turbina Pelton es que atreves de una inyector o tobera se lanza flujo directamente sobre la cuchara o álabe, generando el intercambio de energía por la ley de conservación de cantidad de movimiento, para hacer un 17
máximo aprovechamiento de esta energía la salida del agua en las cucharas es aproximadamente en 180° con respecto a la inyección, además se puede aprovechar la energía del fluido cambiando velocidad de entrada, cerrando o abriendo el inyector. Como se mencionó las turbinas Pelton por su gran rango de alturas, hay de diferentes tamaños y diferentes potencias, por lo cual dependiendo de su propósito se juega con la velocidad, presión o caudal para el requerimiento energético requerido y eficiencia máxima. Los objetivos principales de este Laboratorio es establecer el comportamiento de una turbina Pelton de pequeño tamaño, estudiando sus curvas características, condiciones de operación, puntos de mayor eficiencia, y poder relacionarlo con las ecuaciones teóricas vistas en cátedra. La importancia de este laboratorio es poder acercar al alumno a la realidad industrial, mediante el conocimiento práctico, ser partícipe de la realización del laboratorio, realizar mediciones, así como el acercamiento con el equipamiento empleado para esto. Los principales errores de medición, son para el ensayo de recepción, el mantener constante e número de revoluciones, mientras varía la carga y el caudal. Para el ensayo de freno, es que a partir de 6 mediciones, se obtiene una ecuación de la eficiencia, potencia y Torque en función de las revoluciones, y con está curva se predice el número de revoluciones óptimo además de a determinación de la relación . La importancia de realizar los ensayos hechos en esta experiencia es muy alta, ya que al conocer este tipo de ensayos uno lo puede replicar en la industria. El ensayo al freno es relevante a la hora de conocer las capacidades de la turbina, se puede conocer la potencia máxima que puede generar y permita realizar las curvas características de la turbina con las cuales se puede determinar el punto de mayor rendimiento. Para el caso del ensayo de recepción la importancia de este ensayo viene dada por la utilidad que tiene este en la industria ya que es un ensayo para corroborar la información y características de una turbina cuando es entregada, al momento de ser recibida se debe realizar este ensayo para ver si las especificaciones que dio el fabricante al momento de la compra sean las mismas que las que realmente tiene la turbina al momento de operar.
/
Para el desarrollo de las preguntas adicionales se usaron dos métodos de análisis, primero se ocuparon números adimensionales, en este caso se utilizó el número específico de revoluciones nq el cual entrega información del rodete que se debe utilizar para distintos puntos de operación y características del lugar donde se desea colocar la turbina, este número adimensional se utilizó para poder calcular el número de revoluciones para una turbina prototipo basada en los datos medidos de la turbina de ensayo que se consideró como turbina modelo. Los términos modelo y prototipo viene del segundo método de análisis que corresponde a la semejanza la cual es un método para poder estudiar el 18
comportamiento y las características de una turbina a instalarse en cierto lugar, pero primero se realizan en un laboratorio para diseñar correctamente la turbina. Con la combinación de ambas técnicas de análisis se pudo calcular el número de revoluciones, la potencia máxima disponible, el caudal de succión y la potencia de acoplamiento para una turbina de mayores dimensiones que la estudiada en el laboratorio. Esta experiencia fue importante ya que se pudo observar y sentir el funcionamiento real de una turbina, y de cómo generaba energía mediante la transformación de energía cinética a energía mecánica rotativa para luego el generador la transformara en electricidad. Esta experiencia de laboratorio sin duda es muy enriquecedora de conocimientos y acerca a uno más allá de los libros a una turbina de acción como la turbina Pelton analizada.
ANEXOS Las siguientes tablas corresponden al ensayo de freno y de recepción respectivamente: Nº
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
P [bar] 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
n [rpm]
1290 1185 1000 957 908 850 800 750 670 620
Voltaje [V] I [A]
0 180 197 183 164 153 140 139 129 122
0 4.1 7.2 8.5 10.5 11.8 13.3 14 14.7 14.9
Pot [W]
− 738 1418.4 155.5 1722 1805.4 1862 1946 1896.3 1817.8
̇ [L/s] 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16
Tabla 6. Ensayo al freno, datos medidos en laboratorio.
19
º 1 2 3 4 5
[] [] 3 800 3 800 3 800 3 800 3 800
[] 153 155 177 179 179
[] 10.7 8.6 3.4 2.0 0.3
[] 1637.1 1333 601.8 537 53.4
̇ [%] [/] 16 100 14 90 10 80 8 70 5 60
Tabla 7. Ensayo de recepción, datos medios en laboratorio.
Carga sin carga
1 2 3 4 5 6
[] ℎ [] [%] [−] [] [] [] [/] 0
0
0,0
0,0
0,02
35,68
3885,00
0,00
0,6
580
966,3
66,3
0,02
35,68
3885,00
24,87
0,72
955
1325,8
95,4
0,02
35,68
3885,00
34,13
0,8
1405
1756,1
136,2
0,02
35,68
3885,00
45,20
0,82
1790
2183,0
187,3
0,02
35,68
3885,00
56,19
0,84
2027
2413,5
254,2
0,02
35,68
3885,00
62,12
0,85
976
1148,2
183,1
0,02
35,68
3885,00
29,56
Tabla 8. Valores calculados para el ensayo de freno con el paquete de datos.7
20
Medición
[−]
P el [W]
Pk [W]
T [Nm]
Ve [m/s]
H [m]
Ph [W]
[%]
Máximo caudal
0
2653
0
0,0
0,02
35,68
4375,0
0,00
5
0,85
2318
2728
280,8
0,02
35,68
3804,5
71,69
4
0,84
1891
2252
231,8
0,02
35,68
3230,5
69,70
3
0,83
1502
1810
186,3
0,01
35,68
2632,0
68,76
2
0,74
702
949
97,7
0,01
35,68
1690,5
56,12
caudal mínimo
0,56
294
525
54,1
0,01
35,68
980,0
53,57
Tabla 9. Valores calculados para el ensayo de recepción con el paquete de datos.
CUESTIONARIO ¿ P o r q u ée s t a t u r b i n a n o d i s p o n e d e el e m e n t o s d e s e g u r i d a d adicion ales, com o senso r de vibraciones, de temperatura de d e s c a n s o s o d e s o b r e v e lo c i d a d ? ? a)
porque no se requieren
b)
porque sería un costo muy alto con relación al costo de la turbina
c)
porque sólo basta el control de sobrevelocidad
d)
porque la TH no experimenta variaciones en estas variables
S i u n a t u r b i n a t i e n e u n d i ám e t r o d e r o d e t e d e 4 0 0 m m , ¿ a q u ér p m d e b i e r a g i r a r s i e l s al t o e s d e 1 4 0 m ? a)
850
b)
950
c) 1250
d) 1400
e) 1800
¿ C ó m o s e d e t e r m i n a ex p e r i m e n t a l m e n t e el d e n o m i n a d o " c o e f i c i e n t e d e t o b e ra " ? a) Con el caudal que fluye por la tubería de admisión, sin pérdidas b) Con el caudal teórico que saldría por la tobera y el caudal real medido c) Con la velocidad de salida en la tobera y la velocidad tangencial del rodete d) Con la relación entre el salto bruto y el salto neto
21
¿ Q u ét i p o d e en s a y o s e p u e d e (n ) r e a l i z a r e n u n a t u r b i n a y a instalada? a)
Ensayo al freno
b)
Ensayo de recepción
c)
Ensayo con diferentes posiciones del inyector
d)
Ensayo de embalamiento
E l o b j e t i v o d e l en s a y o d e r e c e p c i ó n es ( s o n ) : a)
Verificar la potencia nominal
b)
Verificar las vibraciones
c)
Verificar los costos finales del proyecto
d)
Verificar el rendimiento
¿ C ó m o s e p u e d e n d e t e r m i n a r l o s r e s u l t a d o s d e es t a t u r b i n a en c o n d i c i o n e s d i f er e n t e s a l a s en s a y a d a s ? a)
Trabajando con fluidos de mayor densidad
b)
Aplicando las leyes de similitud y semejanza
c)
Variando el caudal
d)
Trabajando a otras rpm
¿ P o r q u él o s r e s u l t a d o s o b t e n i d o s e n e l m o d e l o n o p u e d e n s e r i g u a l a lo s d e l p r o t o t i p o ? a)
Porque el prototipo girará a otras rpm
b)
Por las tolerancias entre piezas rotatorias
c)
Por la rugosidad
d)
Por los sedimentos del agua
In d i q u e l a ( s ) a s e v e ra c i o n e s c o r r e c t a s , r e l ac i o n a d a s a l a T H P e lt o n : a)
El caudal varía con las rpm
b)
El torque varía con las rpm
c)
El rendimiento es constante
d)
El caudal en vacío es aprox. un 40% del caudal a plena carga
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In d i q u e l a ( s ) a s e v e r a c i o n e s c o r r e c t a s , d e é sta tu rbin a, com parad a con otras: a)
El rodete de esta turbina trabaja a presión constante
b)
La fatiga del rodete se concentra en el eje
c)
El deflector regula la presión
d) Esta turbina tiene, a plena carga, un mejor rendimiento que una Francis
La determinación de la po tencia y rendimiento en fun ción del caudal, sirve para: a)
Comparar estos datos con los nominales de fábrica
b)
Permite mejorar el diseño en función de los años
c)
Reclamar el seguro, en caso de falla
d)
Evaluar la generación anual de energía
23
