UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEFACULTAD DE INGENIERÍA

Departamento de Ingeniería MecánicaGAZ/lbb

INGENIERIA DE EJECUCIÓN EN MECANICA

PLAN 2002

GUIA DE LABORATORIO

ASIGNATURA

15069 SISTEMAS TÉRMICOS E HIDRAÚLICOS.

NIVEL 07

EXPERIENCIA E - 975

“ENSAYO DE TURBINA HIDRAULICA”

HORARIO: LUNES: 3-4-5-6

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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEFACULTAD DE INGENIERÍA

Departamento de Ingeniería Mecánica

TITULO:

1. OBJETIVO GENERAL

Que el alumno reconozca en terreno la instalación de unaTurbina Pelton. Identificar instrumentos y controles que permitan evaluar parámetros de funcionamiento de una central Hidroeléctrica.

2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

a) Graficar y analizar las curvas características de funcionamiento de una turbina Pelton.

b) Determinar la velocidad específica.

c) Relación entre velocidad del chorro y velocidad tangencial del rodete.

d) Pérdida de carga en el Inyector.

e) Graficar y analizar la variación de la energía mecánica con la energía eléctrica. Todo en términos de potencia.

f) Graficar y analizar la variación de la energía hidráulica con la energía eléctrica. Todo en términos de Potencia.

g) Graficar y analizar la variación de la energía hidráulica con la mecánica. Todo en términos de Potencia.

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3. BREVE INTRODUCCIÓN TEÓRICA

3.1 Concepto de Turbina Hidráulica

Es una máquina hidráulica capaz de transformar energía hidráulica en energía mecánica.

3.2 Para cuantificar la energía hidráulica se cuanta con un equipo Moto - Bomba. De tal forma que la potencia hidráulica se obtiene de:

Peso específico,

Caudal de la bomba,

Altura Neta, m.c.a

3.3 Altura Neta

La energía de impacto del chorro libre sobre el álabe (cuchara) para una turbina Pelton, corresponde a la altura dinámica del chorro. Dicha altura es llamada “Altura Neta”. (HM)

Velocidad media del flujo a la salida de la Tobera,

Caudal de impacto,

Energía Hidraúlica Energía Mecánica

Pérdidas

TURBINA

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Área a la salida de la Tobera, M2

3.4 Rendimiento de la Turbina

Considerando el rodete como volumen de control, se tendrá:

Donde la potencia en el Eje de la turbina es:

Para el caso particular del laboratorio se tiene:

k+

R.P.M

De esta forma el rendimiento de la turbina es:

3.5 Número específico (velocidad específica)

Para una turbina Pelton con un solo chorro, su velocidad especifica es:

velocidad del Rodete, R.P.M

Potencia Mecánica, H.P.

Altuna Neta, m.c.a

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3.6 Velocidad del chorro

La velocidad del chorro evaluado a la salida de la tobera es:

Coeficiente de tobera

0,95 a 0,98

4. DESCRIPCIÓN DEL METODO A SEGUIR

4.1. Los alumnos deberán reconocer loas características de la instalación, particularmente la forma en que se genera la energía hidraulica.Identificar sistema de tuberías, medidor de caudal, medidor de voltaje y corriente, medidor de presión y otros.

4.2 Desarrollar, mediante modelos matemáticos, de los objetivos previamente planteados por el profesor.

4.3 Planificar el trabajo experimental, determinando las variables a medir.

4.4 Efectuar todas las mediciones que permitan satisfacer los objetivos.

4.5 Efectuar un análisis de consistencia de los valores medidos.

4.6 Finalizar el trabajo experimental con un análisis general, primado la experiencia del profesor frente a los alumnos.

5.- TEMAS DE INTERROGACIÓN

5.1. Partes constitutivas de una turbina pelton.

5.2. Funcionamiento de una turbina Pelton.

5.3. Parámetros de Funcionamiento.

5.4. Relación entre velocidad del chorro y velocidad tangencial de la rueda.

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5.5. Velocidad específica.

5.6. Potencias; hidráulica, mecánica y eléctrica.

5.7. Partes fundamentales de una central hidroeléctrica.

5.8. Triangulo de velocidades

6.- EQUIPOS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR

6.1. Medidor caudal.

6.2. Medidor de Presión.

6.3. Medidora de Velocidad.

6.4. Medidor de tensión y corriente.

6.5. Balanza dinamométrica.

6.6. Equipo Moto – Bomba.

6.7. Banco de ensayo por turbina Pelton.

7.- Lo que se pide en el Informe

7.1. Esquema físico de la Instalación del Banco de Ensayo de la turbina

Pelton

7.2. Especificaciones técnicas de los instrumentos y equipos empleados

7.3. Presentación de los valores experimentales.

7.4. Modelos matemáticos empleados y ejemplos de cálculo.

7.5. Presentación de valores calculados.

7.6. Confección de gráficos.

7.7. Observaciones, análisis, conclusiones y comentarios personales.

8.- BIBLIOGRAFÍA

- Claudio Mataix, Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. HARLA

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- Wilfredo Jara, Máquinas Hidráulicas, INIFIM

- Gmo. Aránguiz, Apuntes de Clases de la asignatura “Sistemas Térmicos e Hidráulicos” (15069)

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