Date post: | 10-Oct-2015 |
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HOJA DE PROCESO
LABORATORIO # 1
FUNDACION UNIVERSITARIA LOS LIBERTADORES
FACULTAD DE INGENIERIA
Nombre:OSCAR CHACON
Materia:
TURBOMAQUINAS.
Tema:
RUEDA PELTONFecha:
19 DE SEMPTIEMBRE DEL 2014.
INTRODUCCION.
Este laboratorio lo hicimos para saber la funcionalidad de la rueda pelton, hacer ensayos a ver cmo nos ayuda en nuestra formacin personal.OBJETIVOS.
-Determinar los valores y clculos para analizar el funcionamiento de una rueda pelotn.
-Tomar datos y hacer tablas para calcular velocidad, potencia, altura, torque.
-Hacer grficas y comparar resultados.
MARCO TEORICO.Unaturbina Peltones uno de los tipos ms eficientes deturbina hidrulica. Es unaturbomquinamotora, de flujo radial, admisin parcial y de accin. Consiste en una rueda (rodete o rotor) dotada de cucharas en su periferia, las cuales estn especialmente realizadas para convertir laenergade un chorro de agua que incide sobre las cucharas. Lasturbinas Peltonestn diseadas para explotar grandes saltos hidrulicos de bajo caudal. Lascentrales hidroelctricasdotadas de este tipo de turbina cuentan, la mayora de las veces, con una larga tubera llamadagalera de presinpara trasportar al fluido desde grandes alturas, a veces de hasta ms de doscientos metros. Al final de la galera de presin se suministra el agua a la turbina por medio de una o variasvlvulasde aguja, tambin llamadas inyectores, los cuales tienen forma detoberapara aumentar la velocidad del flujo que incide sobre las cucharas.
La tobera o inyector lanza directamente el chorro deaguacontra la serie de paletas en forma de cuchara montadas alrededor del borde de una rueda, el doble de la distancia entre el eje de la rueda y el centro del chorro de agua se denominadimetro Pelton. El agua acciona sobre las cucharas intercambiando energa con la rueda en virtud de su cambio decantidad de movimiento, que es casi de 180. Obsrvese en la figura anexa un corte de una pala en el dimetro Pelton; el chorro de agua impacta sobre la pala en el medio, es dividido en dos, los cuales salen de la pala en sentido casi opuesto al que entraron, pero jams puede salir el chorro de agua en direccin de 180 ya que si fuese as el chorro golpeara a la pala sucesiva y habra un efecto frenante. La seccin de entrada del fluido a la cuchara se denomina 1, as como 2 a la seccin de salida.
El estudio analtico de la interaccin agua-pala puede ser sumamente complicado debido al desplazamiento relativo entre la pala y el chorro de agua. Por otro lado se simplifica el estudio de las turbinas Pelton a la seccin cilndrica del dimetro Faubert.
As la energa convertida por unidad de masa de agua est dada por la ley deEulerde las turbomquinas:
Dnde:
es la energa especfica convertida.
yes la velocidad tangencial de la cuchara en los puntos donde el agua llega y sale de la misma respectivamente.
yson, respectivamente, las proyecciones de la velocidad absoluta del fluido sobre la velocidad tangencial de la cuchara en los puntos de llegada y salida de la misma.
Como la velocidad tangencial de rotacin de la rueda Pelton es la misma en todos los puntos del dimetro pelton (recurdese la frmula de la velocidad angular) las velocidadesyson iguales. Entonces la frmula de Euler se puede simplificar:
La turbina Pelton es un tipo de turbina de impulso, y es la ms eficiente en aplicaciones donde se cuenta con un salto de agua de gran altura.
Dado que el agua no es unfluidocompresible, casi toda la energa disponible se extrae en la primera etapa de la turbina. Por lo tanto, la turbina Pelton tiene una sola rueda, al contrario que las turbinas que operan con fluidos compresibles.
TURBINA.
1.- Rodete.
2.- Toberas de salida, el dimetro de salida es de 1 centmetro.3.- Generador elctrico.
4.- Salida de la energa elctrica.
DESCRIPCION.
El laboratorio consta de una descripcin de la turbina, relacin de equipos y materiales utilizados, los procedimientos seguidos durante y despus de los ensayos debidamente detallados, para facilitar la compresin. Finalmente se establecen las conclusiones y recomendaciones a las que se han llegado despus de realizar la experiencia.
Para realizar la prctica se toman todos los datos necesarios para realizar el clculo de la potencia generada por la energa cintica proporcionada por un caudal determinado en una rueda pelotn.
Materiales
Bomba para generar caudal
Rueda pelotn
Celular con cmara lenta
Materiales para toma de datos
Tanque de almacenamiento
Dinammetro
Manmetro
PROCEDIMIENTO.
1. Coloque calibre el dinammetro para localizar las diferentes medidas.
2. Prenda la bomba que es la que le va a simular la altura ala que un cierto caudal cae para hacer mover la rueda pelotn.
3. Coloca el dinmetro a 3,5 y 7 newton.
4. Realice la toma de datos girando el regulador media vuelta, luego a 1 , 2, 2, 3, 3, 4, 4.
5. Realice la misma operacin colocando el dinmetro para la siguiente medida.
6. Realice la toma de las revoluciones como lo muestra la figura
ECUACIONES UTILIZADAS.
TOSION.
T= (F1-F2)Rb
POTENCIA.
P=2(N)(T)/60
PRESION.
P=gh
CAUDAL.
Q=VA
CONSTANTES.
Rb=0,25 m
Q=0,00167 m3
del agua =1000Kg*m3
TABLAS DE DATOS Y GAFICAS.3NN de vueltas de vueltasF1 NF2 NN en rpmpresin pas
1/24,52051705
1 5,51048258
1 1/26142
2 60,516244811
2 1/260,533041364
3 60,536041364
3 1/260,538039985,2
4 60,544039985,2
4 1/260,544038606,4
Potencia por velocidad
potenciaN en rpm
00
00
5,49778714442
23,32632545162
47,51658889330
51,83627878360
54,71607205380
63,35545185440
63,35545185440
Torque por velocidad.
torque N en rpm
0,6250
1,1250
1,2542
1,375162
1,375330
1,375360
1,375380
1,375440
1,375440
Altura x potencia
alturapotencia
5,270800330
4,919413640
4,919413645,497787144
4,5680269523,32632545
4,2166402647,51658889
4,2166402651,83627878
4,0760855954,71607205
4,0760855963,35545185
3,9355309163,35545185
Velocidad del fluido por altura
N de vueltas de vueltasrea m^2Q (m^3/s)=velocidad (m/s) V=Q/AAltura
1/20,00000940,00167177,6595745,27080033
1 0,00001830,0016791,25683064,91941364
1 1/20,00002650,0016763,01886794,91941364
2 0,00003440,0016748,54651164,56802695
2 1/20,00004110,0016740,63260344,21664026
3 0,00004710,0016735,45647564,21664026
3 1/20,00005350,0016731,21495334,07608559
4 0,00005870,0016728,44974454,07608559
4 1/20,00006330,0016726,38230653,93553091
5N
N de vueltas de vueltasF1 NF2 NN en rpmpresion pas
1/264055152
1 83,5048258
1 1/27,53048258
2 836044811
2 1/28,528041364
3 8,5214037917
3 1/28,5220037917
4 8,5224034470
4 1/28,5228034470
Potencia x velocidadpotenciaN en rpm
00
00
00
7,8539816360
13,613568280
23,8237443140
34,0339204200
40,8407045240
47,6474886280
Torque x velocidadtorque N en rpm
0,50
1,1250
1,1250
1,2560
1,62580
1,625140
1,625200
1,625240
1,625280
Altura x potenciaalturapotencia
5,622187010
4,919413640
4,919413640
4,568026957,85398163
4,2166402613,6135682
3,8652535723,8237443
3,8652535734,0339204
3,5138668840,8407045
3,5138668847,6474886
Velocidad del fluido por altura.
N de vueltas de vueltasrea m^2Q (m^3/s)=velocidad (m/s) V=Q/Aaltura
1/20,00000940,00167177,6595745,27080033
1 0,00001830,0016791,25683064,91941364
1 1/20,00002650,0016763,01886794,91941364
2 0,00003440,0016748,54651164,56802695
2 1/20,00004110,0016740,63260344,21664026
3 0,00004710,0016735,45647564,21664026
3 1/20,00005350,0016731,21495334,07608559
4 0,00005870,0016728,44974454,07608559
4 1/20,00006330,0016726,38230653,93553091
7n
N de vueltas de vueltasF1 NF2 NN en rpmpresin pas
1/28,56055152
1 9,55048258
1 1/2104,5044811
2 104,5044811
2 1/210,54,5041364
3 10,54141364
3 1/21146037917
4 113,56037917
4 1/211,53,510034470
Potencia x velocidad
potenciaN en rpm
00
00
00
00
00
0,17016961
10,995574360
11,780972560
20,943951100
Torque x velocidad
torque N en rpm
0,6250
1,1250
1,3750
1,3750
1,50
1,6251
1,7560
1,87560
2100
Altura x velocidad
alturapotencia
5,622187010
4,919413640
4,568026950
4,568026950
4,216640260
4,216640260,1701696
3,8652535710,9955743
3,8652535711,7809725
3,5138668820,943951
Velocidad del fluido por altura.
N de vueltas de vueltasrea m^2Q (m^3/s)=velocidad (m/s) V=Q/Aaltura
1/20,00000940,00167177,6595745,27080033
1 0,00001830,0016791,25683064,91941364
1 1/20,00002650,0016763,01886794,91941364
2 0,00003440,0016748,54651164,56802695
2 1/20,00004110,0016740,63260344,21664026
3 0,00004710,0016735,45647564,21664026
3 1/20,00005350,0016731,21495334,07608559
4 0,00005870,0016728,44974454,07608559
4 1/20,00006330,0016726,38230653,93553091
CONCLUSIONES.
1. Se observa que en el clculo correspondiente entre la altura y la potencia hidrulica si se aumenta la altura la potencia aumenta.
2. Se concluye que el caudal es constante pero al reducir el dimetro de la tubera se aumenta la velocidad del fluido.
3. Si aumenta la velocidad del fluido la potencia hidrulica aumenta.
4. Cuando se aumenta el nmero de vueltas en el control de caudal la potencia hidrulica disminuye.
5. Si se la altura disminuye el torque tambin disminuye es directamente proporcional.
Manmetro
Rueda pelton.
Manguera con agua.
Dinammetro