Maq hidraulicas turbinas pelton
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Este documento describe los componentes y principios de funcionamiento de las turbinas Pelton. En resumen, las turbinas Pelton transforman la energía potencial del agua en energía cinética a través de chorros de agua que inciden sobre un rotor con cangilones. El distribuidor dirige los chorros de agua hacia el rotor mientras mantiene constante la velocidad. La energía del agua se transfiere a movimiento mecánico del rotor para generar electricidad.
Maq hidraulicas turbinas pelton
- 1. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA TURBINAS PELTON
- 2. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA GENERALIDADES Las turbinas Pelton, conocidas también como turbinas de presión por ser ésta constante en la zona del rotor, de chorro libre, de impulsión, de admisión parcial por atacar el agua sólo una parte de la periferia del rotor. Así mismo entran en el grupo de las denominadas turbinas tangenciales y turbinas de acción.
- 3. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA Es utilizada en saltos de gran altura (alrededor de 200 m y mayores), y caudales relativamente pequeños (hasta 10 m3/s aproximadamente). Son de buen rendimiento para amplios márgenes de variación del caudal (entre 30 % y 100 % del caudal máximo). Pueden ser instaladas con el eje en posición vertical u horizontal, siendo esta última disposición la más adecuada
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- 5. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA COMPONENTES DE UNA TURBINA PELTON Los componentes esenciales de una turbina Pelton, son: El distribuidor El rotor La carcasa La cámara de descarga El sistema de frenado El eje de la turbina
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- 7. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA EL DISTRIBUIDOR Está constituido por uno o varios equipos de inyección de agua Cada uno de dichos equipos tiene como misión dirigir convenientemente un chorro de agua cilíndrico y de sección uniforme sobre el rotor También regula el caudal preciso que ha de fluir hacia el rotor, llegando incluso a cortarlo totalmente cuando sea necesario
- 8. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA El número de equipos de inyección, colocados circunferencialmente alrededor del rotor, depende de la potencia y características del generador y según las condiciones del salto de agua. Así mismo, se puede disponer de más de un rotor sobre el mismo eje, cada uno de ellos dotado del distribuidor apropiado Hasta seis suelen ser los inyectores que proyectan chorros de agua sobre un mismo rotor, derivando todos y cada uno de ellos de la tubería forzada
- 9. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA Partes Constitutivas Del Distribuidor El distribuidor consta de las siguientes partes: Cámara de distribución Inyector ø Tobera ø Aguja ø Deflector Equipo regulador de velocidad
- 10. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA La Cámara De Distribución Es la prolongación de la tubería forzada, acoplada a ésta por una brida de unión Entre la tubería forzada y la cámara de distribución se localiza la válvula de entrada a turbina
- 11. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA También es conocida como cámara de inyectores. Tiene como misión fundamental conducir el agua hasta el inyector Igualmente sirve de soporte a los demás mecanismos que integran el distribuidor
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- 13. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA El Inyector Es el elemento mecánico destinado a dirigir y regular el chorro de agua. Está compuesto por: Tobera : constituye una boquilla, con orificio de sección circular de un diámetro entre 5 y 30 cm., instalada al final de la cámara de distribución
- 14. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA Dirige el chorro de agua, tangencialmente hacia la periferia del rotor, de tal modo que la prolongación de la tobera forma un ángulo de 90º con los radios de rotor
- 15. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA Aguja : Constituye un vástago situado concéntricamente en el interior del cuerpo de la tobera con movimiento de desplazamiento longitudinal en dos sentidos.
- 16. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA Deflector : Es un dispositivo mecánico que, a modo de pala o pantalla, que puede ser intercalado con mayor o menor incidencia en la trayectoria del chorro de agua, entre la tobera y el rotor a fin de desviar, total o parcialmente el agua, impidiendo el embalamiento del rotor
- 17. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA Equipo regulador de velocidad Está constituido por un conjunto de dispositivos a base de servomecanismos, cuya función es mantener constante la velocidad rotación
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- 19. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA EL ROTOR O RODETE Es la pieza clave donde se transforma la energía hidráulica del agua en energía mecánica. Esencialmente consta de los siguientes elementos: Rueda motriz : Está unida rígidamente al eje por medio de chavetas y anclajes adecuados. Su periferia está mecanizada apropiadamente para ser soporte de los cangilones
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- 21. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA Cangilones : También denominados álabes, cucharas o palas. Están diseñados para recibir el empuje directo del chorro de agua. Su forma es similar a la de una doble cuchara, con una arista interior lo más afilada posible, de modo que divide al cangilón en dos partes simétricas Sobre esta arista donde incide el chorro de agua.
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- 23. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA Actualmente para rotores de cualquier tamaño, los cangilones están forjados con la misma rueda, formando pieza única, lo cual permite una economía en la construcción y mayor seguridad de funcionamiento, dado el impacto inicial del agua que han de soportar en el momento del arranque, la fuerza centrífuga alcanzada en caso de embalamiento.
- 24. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA LA CARCASA Es la envoltura metálica que cubre los inyectores, el rotor y los otros elementos mecánicos de la turbina Su principal objetivo es evitar que el agua salpique al exterior cuando, luego de abandonar los cangilones
- 25. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA En turbinas instaladas con el eje en posición vertical, la carcasa, situada horizontalmente, tiene en su periferia unos conductos de paso de aire a fin de lograr el adecuado equilibrio de presiones. En el caso de turbinas con el eje horizontal, la aireación se efectúa desde la cámara de descarga.
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- 27. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA LA CAMARA DE DESCARGA La cámara de descarga, también conocida como como tubería de descarga, es la zona por donde cae el agua libremente hacia el desagüe, después de haber movido el rotor Para evitar deterioros por la acción de los chorros de agua, y especialmente de los originados por la intervención del deflector, la cámara de descarga suele disponer de un colchón de agua de 2 a 3 m de espesor y blindajes o placas situadas adecuadamente
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- 29. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA EL SISTEMA DE FRENADO Consiste en un circuito de agua derivado de la cámara de distribución. El agua, proyectada a gran velocidad sobre la zona convexa de los cangilones, favorece el rápido frenado del rodete, cuando las circunstancias lo exigen
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- 31. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA EL EJE Esta rígidamente unido al rotor y situado adecuadamente sobre cojinetes debidamente lubricados, transmite el movimiento de rotación al eje del generador El número de cojinetes instalados así como su función, radial o radial-axial, depende de las características del grupo turbina - generador.
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- 33. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE UNA TURBINA PELTON La energía potencial del agua embalsada, o energía de presión, hasta los orificios de salida de las toberas, se convierte en energía cinética, al salir el agua a través de dichos orificios en forma de chorros libres Estos chorros de agua incide tangencialmente sobre el rodete, empujando a los cangilones que lo forman, obteniéndose el trabajo mecánico deseado.
- 34. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA Las formas cóncavas de los cangilones hacen cambiar la dirección del chorro de agua, saliendo éste, ya sin energía apreciable, por los bordes laterales, sin ninguna incidencia posterior sobre los cangilones sucesivos. De este modo, el chorro de agua transmite su energía cinética al rotor, donde queda transformada instantáneamente en energía mecánica.
- 35. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA La aguja, gobernada por el regulador de velocidad, cierra más o menos el orificio de salida de la tobera, consiguiendo modificar el caudal de agua que fluye por ésta, a fin de mantener constante la velocidad del rotor, evitándose embalamiento o reducción del número de revoluciones
- 36. Prof. Ing. Cesar Sanabria FACULTAD DE INGENIERIA UNA La arista del cangilón corta al chorro de agua, seccionándolo en dos láminas de fluido, simétricas y teóricamente del mismo caudal Esta disposición permite contrarrestar mutuamente los empujes axiales que se originan en el rotor equilibrando presiones sobre el mismo, al cambiar, simétrica y opuestamente los sentidos de ambas láminas de agua