INGENIERÍA QUÍMICA Mecánica de fluidos - Grupo 2

Tarea #11 Docente: Leonardo Emilio Calle

Junio 24 de 2013 Nombres: Yessica Melisa Martínez Soto (245031)

TURBINA DE PELTON

Este tipo de turbina es una turbina de acción, de flujo tangencial y de admisión parcial que opera de

manera más eficiente en condiciones de grandes saltos, bajos caudales y cargas parciales. Estas turbinas

están formadas por una tubería forzada, un rodete y un distribuidor y están especialmente diseñadas para

operar a altos valores de H, la tubería forzada suele ser larga, de manera que a la hora de hacer su diseño

el diámetro de esta tubería debe ser el necesario como para que no se generen grandes pérdidas de carga

del fluido entre el embalse y el distribuidor. Este tipo de turbina difiere en que no tiene caja espiral como de

tubo de aspiración o descarga

El distribuidor de una turbina de este

tipo es una tobera o inyector. El

inyector es usado para la energía

cinética del fluido, disminuyendo la

sección de paso para maximizar la

energía de fluido aprovechada en la

turbina. Teniendo en cuenta lo

anterior, se presentara problema

alguno en la turbina para que la

sección de la tubería forzada sea

mayor, haciendo esta transformación

a energía cinética inmediatamente

antes de la entrada del fluido al

rodete.

Una turbina Pelton puede tener entre 1 y 6 inyectores como máximo. Cuando se tiene un solo inyector, el

eje del rodete es normalmente horizontal. Cuando el número de inyectores es superior, el eje del rodete es

normalmente vertical, con el alternador situado por encima. En este caso, la tubería forzada se bifurca

tantas veces como el número de inyectores y cada inyector tiene su propia tubería independiente.

El inyector dispone de una válvula de aguja para regular el caudal y ajustarlo a la demanda de energía

eléctrica. La válvula de aguja está diseñada para que el módulo de la velocidad, c1, se mantenga

prácticamente constante aunque varíe el caudal (la sección de salida cambia en la misma proporción que

el caudal). Para evitar cambios bruscos del caudal, que podrían ocasionar golpes de ariete en la tubería

forzada, cada inyector dispone de un deflector que cubre parcialmente el chorro durante los cambios de

caudal y permite realizarlos más lentamente.

Por otro lado, el rodete de este tipo de turbina es una rueda con alabes en forma de cucharas con un

diseño determinado. Las álabes se encuentran situadas sobre el perímetro de esta rueda y sobre estas

cucharas incide el chorro del inyector, de forma que el choque del chorro se produce de manera tangencial

al rodete para maximizar la potencia de propulsión (Pt).

La mella de la turbina debe tener un ancho

ligueramente mayor al diámetro del chorro y

tiene como función evitar el rechazo y evitar

que una cuchara tape a la anterior antes de

tiempo. Para tener un máximo

aprovechamiento de la energía del fluido el

chorro debe incidir perpendicularmente sobre la

cuchara.

Por otro lado, la simetría de la cuchara se

concentra en evitar que se produzca una fuerza

neta en dirección axial por efecto del chorro y

al mismo tiempo aprovechar la fuerza que

ejerce el fluido que se puede aprovechar como

potencia de propulsión, que es la que se

produce en la dirección del desplazamiento de

la cuchara de acuerdo a la siguiente ecuación:

Donde es la velocidad de salida del agua

del inyector.

La cresta afilada en dirección del chorro reduce el choque debido al paso de una cuchara con la otra,

produciendo una entrada del chorro tangencial al álabe. Para determinar el rendimiento de una turbina se

toma la siguiente ecuación:

Pero se ha demostrado que para las turbinas Pelton y , de manera que la anterior

expresión se modifica:

En donde Ht es la altura de propulsión (relacionada con la potencia de propulsión), H1 es la carga del fluido,

es el rendimiento hidráulico. Por otro lado, la relación determina una condición de diseño a

trabajar en donde se obtendría un máximo rendimiento hidráulico.

BIBLIOGRAFÍA:

http://ocw.ehu.es/ensenanzas-tecnicas/maquinas-de-fluidos/tema-6-turbinas-pelton

http://usuarios.multimania.es/jrcuenca/Spanish/Turbinas/turbinas_hidraulicas.htm

http://members.tripod.com/mqhd_ita.mx/u3.htm

http://www.entradas.zonaingenieria.com/2009/05/turbinas-kaplan.html