CENTRALES HIDRÁULICAS Y ESTACIONES DE BOMBEO

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DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA
CENTRALES HIDRÁULICAS Y
ESTACIONES DE BOMBEO
CURSO 2003
Actividades - Programación
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PLANIFICACIÓN CUATRIMESTRAL
a) Nombre y código de la materia
CENTRALES HIDRÁULICAS Y ESTACIONES DE BOMBEO
Código: 69.05
b) Cuatrimestre para el cual se presenta la planificación
AÑO 2003.- 1er CUATRIMESTRE
c) Objetivos de la asignatura
Brindar al alumno formación técnica en aspectos de manejo de recursos
hidráulicos destinados al aprovechamiento de energía eléctrica y atenuación de
crecidas, mediante el proyecto de los diversos componentes de las instalaciones.
Para los recursos superficiales que requieran bombeo, se diseñan las diferentes
partes de las instalaciones, teniendo presente los aspectos técnicos y económicos.
d) Programa Analítico y Sintético de contenidos mínimos
1.- Energía y Sector Eléctrico: Definición y unidades. Fuentes de energía.
Incidencia en el desarrollo económico. Sustitución. Balances energéticos
nacionales.
La electricidad. Sus características. Autogeneración. El servicio público y sus
requerimientos. El mercado eléctrico. La demanda. Caraterísticas de los
consumos y crecimientos; diagramas de carga y proyecciones. La oferta,
disponibilidad y reservas. Función de los distintos tipos de centrales bajo la curva
de carga. La interconección eléctrica. Caracterización de las centrales
hidroeléctricas.
Generalidades. Concepto de instalación hidráulica. Aprovechamientos
hidroeléctricos. Estaciones de Bombeo. Conceptos constructivos.
2.- Energía de un curso de agua. Aprovechamientos de saltos de agua : por
derivación, por retención y mixtos. Estudios preliminares, curva hidrodinámica de
la cuenca. Secciones extremas y salto bruto. Información hidrológica : curvas
cronológicas de caudales, de duración, características de concentración en la
cuenca.
3.- Estructura constitutiva de los aprovechamientos a distancia. Efecto regulador
de un embalse. Obras de toma. Equipos regulación y control. Elementos de
limpieza de rejas. Obras de conducción. Cámara de carga. Chimenea de
equilibrio. Tubería de presión. Casa de máquinas. Equipamiento de la central.
Restitución.
4.- Estaciones de bombeo. Principales componentes. Cámara de aducción. Casa
de bombas. Tubería de impulsión.
5.- Potencia y energía hidroeléctrica. Evolución de la energía hidráulica en una
turbina, potencia, cupla, rendimiento. Recuperación de energía residual. Saltos
bruto y neto. Rendimiento global. Potencia útil en bornes de salida de la central.
Producción efectiva y productividad.
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6.- Potencia y energía de bombeo. Pérdida de carga de la conducción. Altura
manométrica. Efecto regulador de la cámara de aducción. Caudal instalado.
Módulo de los equipos en relación al diagrama de funcionamiento. Secuencia de
arranque y parada.
7.- Bombas hidráulicas. Clasificación en función del caudal y altura manométrica.
Tipos de bombas.
8.- Instalaciones de maniobra y protección de las centrales hidroeléctricas y
estaciones de bombeo. Compuertas planas y ataguías. Compuertas sector.
Compuertas tipo clapeta. Elementos de accionamiento. Dispositivos de
estanquidad. Válvulas planas a deslizamiento y rodamiento. Válvulas aguja, de
chorro hueco, mariposa, cilíndrica, a sector, esférica.
9.- Efectos transitorios en las conducciones. Chimenea de equilibrio : ecuaciones
fundamentales. Solución sin y con rozamiento. Cierre brusco. Apertura brusca.
Variación lineal. Diversos tipos de chimenea de equilibrio. Estabilidad de
funcionamiento. Fórmulas de Thoma y Evangelisti.
10.- Elementos de protección en las estaciones de bombeo. Sistemas antiariete.
Válvulas reguladoras y compensadoras.
11.- Puesta en marcha y detención de una bomba. Efectos transitorios. Accesorios
y elementos de control de las instalaciones. Cavitación. Condiciones en la
aspiración. Variación de las condiciones del movimiento con la viscosidad y el
peso específico. Efecto de la variación de la temperatura. Tuberías
calefaccionadas. Equipos de bombeo para fluidos livianos o volátiles. Para fluidos
viscosos y altamente viscosos. Bombas centrífugas, de engranajes y helicoidales
(Doble y triple tornillo).
12.-Centrales Subterráneas : Justificación y tipos. Aspectos económicos.
Centrales de bombeo subterráneas.
Aprovechamiento maremotrices: Las mareas. Características. Periodicidad.Ciclo
de funcionamiento. Ventajas y restricciones. Realizaciones y proyectos.
Micro-centrales Hidroeléctricas: Caractrerísticas constructivas. Utilización y tipos.
Aspectos económicos: Los requerimientos en pico del diagrama de cargas.
Calidad y precio de la energía eléctrica. Dimensiones económicas de las
instalaciones. Cronogramas de obras, montaje y puesta en marcha. Presupuestos.
Aspectos Legales e Institucionales: Ley Nacional Nro. 15.336. Contratos de
concesión. Costos y Tarifas. Prioridades en el uso del agua. Aprovechamientos
interprovinciales. Regalías hidroeléctricas. Aprovechamientos internacionales.
Relación de obras y proyectos hidroeléctricos. Plan energético nacional.
13.- Efecto de la altura de aspiración en el rendimiento del bombeo. Variación en
función de la viscosidad del fluido. Evaluación del rendimiento del equipo de
acuerdo con las propiedades del fluido. Selección de equipos. Extrapolación de los
parámetros de ensayo a partir de los obtenidos para el agua.
e) Bibliografía utilizada y recomendada
Clases de Aprovechamientos Hidráulicos. Universidad Nacional de La Plata. Ing.
Roberto Diego Cotta.
Centrales Hideroeléctricas. Zopetti
Saltos de Agua y Presas de Embalse. Gomez Navarro
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Le Pompe. Mario Médici.
Hidráulica y Máquinas Hidráulicas. Claudio Mataix.
Máquinas Hidráulicas. Claudio Mataix.
Hydraulic Turbine. Stepanoff
Apuntes de Cátedra.
f) Turnos, horarios y docentes a cargo de los mismos
Turno teórico práctico. Miércoles 8 a 13 hs. Ing. Hugo R. Schmidt, Sr. Martín Kind.
Consultas: Viernes 8 a 12 hs.
g) Profesor responsable y/o coordinador de la asignatura
Ing. Hugo Raúl Schmidt
h) Método de enseñanza -aprendizaje
Clases Teóricas, asistidas con proyección de imágenes
Prácticas: utilización de referencias de instalaciones existentes. Aplicación a casos
reales.
i) Modalidad de evaluación, indicando si existe, la división de los temas de
evaluación en unidades temáticas
Evaluación Parcial e Integradora.
j) Calendario tentativo de actividades
AÑO 2003
SEMANA
Nº
1
FECHA
TEMA
Marzo 12 Energía y Sector Eléctrico: Definición y unidades.
Fuentes de energía. Incidencia en el desarrollo
económico.
Sustitución.
Balances
energéticos
nacionales.
La electricidad. Sus características. Autogeneración. El
servicio público y sus requerimientos. El mercado
eléctrico. La demanda. Características de los consumos
y crecimientos; diagramas de carga y proyecciones. La
oferta, disponibilidad y reservas. Función de los distintos
tipos de centrales bajo la curva de carga. La
interconección eléctrica. Caracterización de las centrales
hidroeléctricas.
Generalidades. Concepto de instalación hidráulica.
Aprovechamientos hidroeléctricos. Estaciones de
Bombeo. Conceptos constructivos.
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SEMANA
Nº
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
FECHA
TEMA
Marzo 19 Energía de un curso de agua. Aprovechamientos de
saltos de agua: por derivación, por retención y mixtos.
Estudios preliminares, curva hidrodinámica de la cuenca.
Secciones extremas y salto bruto. Información
hidrológica : curvas cronológicas de caudales, de
duración, características de concentración en la cuenca.
Estructura constitutiva de los aprovechamientos a
distancia. Efecto regulador de un embalse. Obras de
toma. Equipos regulación y control. Elementos de
limpieza de rejas. Obras de conducción. Cámara de
carga. Chimenea de equilibrio.
Marzo 26 Tubería de presión. Casa de máquinas. Equipamiento de
la central. Restitución.
Estaciones de bombeo. Principales componentes.
Cámara de aducción. Casa de bombas. Tubería de
impulsión.
Abril 04 Potencia y energía hidroeléctrica. Evolución de la
energía hidráulica en una turbina, potencia, cupla,
rendimiento. Recuperación de energía residual. Saltos
bruto y neto. Rendimiento global. Potencia útil en bornes
de salida de la central. Producción efectiva y
productividad.
Abril 09 Potencia y energía de bombeo. Pérdida de carga de la
conducción. Altura manométrica. Efecto regulador de la
cámara de aducción. Caudal instalado. Módulo de los
equipos en relación al diagrama de funcionamiento.
Secuencia de arranque y parada.
Abril 16 Bombas hidráulicas. Clasificación en función del caudal y
altura manométrica. Tipos de bombas.
Instalaciones de maniobra y protección de las centrales
hidroeléctricas y estaciones de bombeo. Compuertas
planas y ataguías.
Abril 23 Compuertas sector. Compuertas tipo clapeta. Elementos
de accionamiento. Dispositivos de estanquidad. Válvulas
planas a deslizamiento y rodamiento. Válvulas aguja, de
chorro hueco, mariposa, cilíndrica, a sector, esférica.
Abril 30 Efectos transitorios en las conducciones. Chimenea de
equilibrio : ecuaciones fundamentales. Solución sin y con
rozamiento.
Mayo 07 Evaluación Parcial
Mayo 14 Cierre brusco. Apertura brusca. Variación lineal.
Diversos tipos de chimenea de equilibrio. Estabilidad de
funcionamiento. Fórmulas de Thoma y Evangelisti.
Mayo 21 Elementos de protección en las estaciones de bombeo.
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SEMANA
Nº
FECHA
12
Mayo 28
13
Junio 04
14
Junio 11
15
Junio 18
16
Junio 25
Julio 02
TEMA
Sistemas
antiariete.
Válvulas
reguladoras
y
compensadoras.
Puesta en marcha y detención de una bomba.
Efectos transitorios. Accesorios y elementos de control
de las instalaciones. Cavitación.
Centrales Subterráneas : Justificación y tipos. Aspectos
económicos. Centrales de bombeo subterráneas.
Aprovechamiento
maremotrices:
Las
mareas.
Características. Periodicidad.
Ciclo de funcionamiento. Ventajas y restricciones.
Realizaciones y proyectos.
Micro-centrales
Hidroeléctricas:
Caractrerísticas
constructivas. Utilización y tipos.
Aspectos económicos: Los requerimientos en pico del
diagrama de cargas. Calidad y precio de la energía
eléctrica. Dimensiones económicas de las instalaciones.
Cronogramas de obras, montaje y puesta en marcha.
Presupuestos.
Aspectos Legales e Institucionales: Ley Nacional Nro.
15.336. Contratos de concesión. Costos y Tarifas.
Prioridades en el uso del agua. Aprovechamientos
interprovinciales.
Regalías
hidroeléctricas.
Aprovechamientos internacionales. Relación de obras y
proyectos hidroeléctricos. Plan energético nacional.
Condiciones en la aspiración. Variación de las
condiciones del movimiento con la viscosidad y el peso
específico. Efecto de la variación de la temperatura.
Tuberías calefaccionadas.
Equipos de bombeo para fluidos livianos o volátiles. Para
fluidos viscosos y altamente viscosos. Bombas
centrífugas, de engranajes y helicoidales (Doble y triple
tornillo).
Efecto de la altura de aspiración en el rendimiento del
bombeo. Variación en función de la viscosidad del fluido.
Evaluación del rendimiento del equipo de acuerdo con
las propiedades del fluido. Selección de equipos.
Extrapolación de los parámetros de ensayo a partir de
los obtenidos para el agua.
Evaluación Integradora
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CENTRALES HIDRÁULICAS
Y ESTACIONES DE BOMBEO
TRABAJOS PRÁCTICOS
AÑO 2003
Nº 1.- Hidrología. Hidrograma afluente
a) Turbinado
b) Bombeo
Nº 2.- Efecto regulador
a) Embalse
b) Cámara de aducción
Nº 3.-Dimensionamiento de conducciones. Pérdida de carga
Nº 4.-Caudal instalado. Modulación estación de bombeo.
Nº 5.-Chimenea de equilibrio. Sistemas antiariete en
acueductos.
Nº 6.-Instalaciones accesorias.
(Compuertas, Válvulas, etc.)
Nº 7.-Fluidos viscosos.
FECHAS DICTADO TRABAJOS PRÁCTICOS
1er CUATRIMESTRE 2003
T. P.
N°
1
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4
5
6
7
DENOMINACIÓN
Hidrología. Hidrograma afluente
Efecto regulador
Dimensionamiento de
conducciones. Pérdida de carga.
Caudal instalado. Modulación
estación de bombeo.
Chimenea de equilibrio.
Sistemas antiariete en
acueductos.
Instalaciones accesorias.
Fluidos viscosos.
DICTADO
Marzo 19
Abril 04
Abril 16
FECHA
VENCIMIENTO
Abril 04
Abril 16
Mayo 07
Abril 30
Mayo 14
Mayo 07
Mayo 21
Mayo 21
Junio 11
Junio 11
Junio 25