TP3 TURBINAS HIDRAULICAS Materia: Maquinas alternativas y turbomaquinas Docente: Norberto Jorda Alumno: Augusto Dellacanonica Fecha: 4/10/22 Indice de problemas 1- Una turbina FRANCIS gira a 700rpm; en esa condiciòn genera una potencia de 150KW con una eficiencia del 80%. El caudal circulante es de 80m³/seg. Determinar : la altura neta y el ns. ................ 3 2-Con un caudal de 15m³/seg y bajo una altura de 80m opera una turbina hidràulica de reacción con una eficiencia del 85%. Que potencia entrega y definir de que tipo de màquina se trata a partir del ns. ................................................................................................................................................................ 4 3-Una turbina Pelton trabaja bajo una altura neta de 240m. Sus características son : φ1=0,98,α1=0°, β2=15°, ω2=0,70ω1, v1=0,45c1.Diámetro del chorro, dch =150mm.Diámetro de la ruedan D1= 1800cm. 5 Determinar: ........................................................................................................................................................ 5 3.1La fuerza tangencial ejercida por el chorro sobre la cuchara............................................................... 5 3.2La potencia desarrollada por la turbina. ................................................................................................... 5 3.3El rendimiento manométrico....................................................................................................................... 5 3.4El rendimiento total, siendo ηmec.=0,97 y el ηvol.= ................................................................................ 5 4-De que tipo de turbina hidràulica se trata aquella que opera con un salto neto de 150m, con un caudal de 40lts/seg, n=500rpm ,η=0,78.Si se mantienen los rendimientos volumètricos y mecànicos iguales Determinar ademàs: ............................................................................................................................. 7 Las caracterìsticas de la màquina operando ahora geomètricamente que opera bajo una salto de 150m y es 2 veces mas pequeña.................................................................................................................................. 7 5-Definir la turbina que opera con un caudal de 70m³/seg para una altura neta de 110m con una eficiencia del 82% y para n= 450rpm. Graficar la variación de rendimiento en funciòn de caudal circulante.............. 8 6-El diámetro exterior de una turbina Kaplan es de 500cm y el diámetro del cubo de la turbina 200cm. La turbina gira a 100 rpm absorbiendo un caudal de 190m3/seg; de c1u=60m2/seg; c2u = 0; ηv= 1; ηm= 97,8%. Calcular: 6.1--- β 1 y β 2. 6.2--- La potencia desarrollada por la turbina. ............................................................................................................................................................... 9 NOTA: Referir los cálculos al diámetro medio de la turbina. ........................................................................... 9 7-Un central generadora de energìa elèctrica opera con una turbina hidràulica por la que circula un caudal de 800lts/seg con una altura neta de 39m. El generador elèctrico acoplado es de 7 pares de polos. Determinar le valor de la potencia entregada si al eficiencia es del 83% y como varia la potencia si se incrementa la cota del dique en 2m con este generador y luego bajo la misma cota con un generador de 6 pares de polos. ........................................................................................................ 11 8-Por una turbina hidràulica en la que se consideran despreciables las pèrdidas volumètricas y mecànicas, circula un caudal de 70lts./seg con una altura neta de 70m. Gira con una velocidad de 400rpm y un rendimiento en esa condiciòn es del 80%; d1= 550mm ,d2=800mm. ................................ 12 Determinar : 1-- La Potencia útil, 2--- El valor de α1 y β2 ........................................................ 12 Para esto se supone que tiene el mismo ancho b a la entrada y salida del rodete y c2u=0. ............. 12 9-Determinar el caudal de una turbina ese reacción y el ns a màximo rendimiento el nùmero de revoluciones es de 800rpm bajo un salto bajo un salto de 25m desarrollando una Potencia de 14MW . En este estado el rendimiento total es de 80% ,u2=40m/seg. ...................................................... 14 10-Se tiene una turbina que tiene las siguientes caracterìsticas: α1=35º, diámetro medio del rodete a la entrada es de 150cm y la salida 100cm, c1=3m/s, b1=b2=30cm. La velocidad de rotaciòn es 150rpm con un par medio de 1800Nm y con un rendimiento mecànico del 90%. Calcular: ................................. 14 1-- El àngulo β2. ............................................................................................................................................ 15 2-- La potencia útil desarrollada por la turbina. .......................................................................................... 15 3-- La caida de presiòn teòrica experimentada por el agua en el rodete suponiendo iguales las colas de entrada y salida del rodete. ...................................................................................................................... 15 1- Una turbina FRANCIS gira a 700rpm; en esa condiciòn genera una potencia de 150KW con una eficiencia del 80%. El caudal circulante es de 80m³/seg. Determinar : la altura neta y el ns. 2-Con un caudal de 15m³/seg y bajo una altura de 80m opera una turbina hidràulica de reacción con una eficiencia del 85%. Que potencia entrega y definir de que tipo de màquina se trata a partir del ns. 3-Una turbina Pelton trabaja bajo una altura neta de 240m. Sus características son : φ1=0,98,α1=0°, β2=15°, ω2=0,70ω1, v1=0,45c1.Diámetro del chorro, dch =150mm.Diámetro de la ruedan D1= 1800cm. Determinar: 3.1La fuerza tangencial ejercida por el chorro sobre la cuchara. 3.2La potencia desarrollada por la turbina. 3.3El rendimiento manométrico. 3.4El rendimiento total, siendo ηmec.=0,97 y el ηvol.= 4-De que tipo de turbina hidràulica se trata aquella que opera con un salto neto de 150m, con un caudal de 40lts/seg, n=500rpm ,η=0,78.Si se mantienen los rendimientos volumètricos y mecànicos iguales Determinar ademàs: Las caracterìsticas de la màquina operando ahora geomètricamente que opera bajo una salto de 150m y es 2 veces mas pequeña. 5-Definir la turbina que opera con un caudal de 70m³/seg para una altura neta de 110m con una eficiencia del 82% y para n= 450rpm. Graficar la variación de rendimiento en funciòn de caudal circulante. 6-El diámetro exterior de una turbina Kaplan es de 500cm y el diámetro del cubo de la turbina 200cm. La turbina gira a 100 rpm absorbiendo un caudal de 190m3/seg; de c1u=60m2/seg; c2u = 0; ηv= 1; ηm= 97,8%. Calcular: 6.1--- β 1 y β 2. 6.2--- La potencia desarrollada por la turbina. NOTA: Referir los cálculos al diámetro medio de la turbina. 7-Un central generadora de energìa elèctrica opera con una turbina hidràulica por la que circula un caudal de 800lts/seg con una altura neta de 39m. El generador elèctrico acoplado es de 7 pares de polos. Determinar le valor de la potencia entregada si al eficiencia es del 83% y como varia la potencia si se incrementa la cota del dique en 2m con este generador y luego bajo la misma cota con un generador de 6 pares de polos. 8-Por una turbina hidràulica en la que se consideran despreciables las pèrdidas volumètricas y mecànicas, circula un caudal de 70lts./seg con una altura neta de 70m. Gira con una velocidad de 400rpm y un rendimiento en esa condiciòn es del 80%; d1= 550mm ,d2=800mm. Determinar : 1-- La Potencia útil, 2--- El valor de α1 y β2 . Para esto se supone que tiene el mismo ancho b a la entrada y salida del rodete y c2u=0. 9-Determinar el caudal de una turbina ese reacción y el ns a màximo rendimiento el nùmero de revoluciones es de 800rpm bajo un salto bajo un salto de 25m desarrollando una Potencia de 14MW . En este estado el rendimiento total es de 80% ,u2=40m/seg. 10-Se tiene una turbina que tiene las siguientes caracterìsticas: α1=35º, diámetro medio del rodete a la entrada es de 150cm y la salida 100cm, c1=3m/s, b1=b2=30cm. La velocidad de rotaciòn es 150rpm con un par medio de 1800Nm y con un rendimiento mecànico del 90%. Calcular: 1-- El àngulo β2. 2-- La potencia útil desarrollada por la turbina. 3-- La caida de presiòn teòrica experimentada por el agua en el rodete suponiendo iguales las colas de entrada y salida del rodete.
