Turbinas Francis

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software evaluation CATEDRA DE MAQUINAS HIDRAULICAS http://www.foxitsoftware.com For AÑO 2014 only. TRABAJO PRACTICO: TURBINAS FRANCIS Apellido y Nombre: Legajo:

1).- Explique brevemente el sistema de regulación de caudal de una turbina tipo Francis. Grafique en una curva rendimiento versus caudal, el efecto de esta regulación. 2).- Se procede al ensayo de una Turbina tipo Francis con un diámetro de 332 mm y un salto neto de 3 m y entrega las curvas que se adjuntan a continuación. Determinar cual es el caudal, RPM, y rendimiento optimo considerando que la capacidad máxima de la maquinas esta en 0,180 m3/seg.

3).-De una Turbina Francis de eje vertical se conocen los datos siguientes: Diámetro de entrada al rodete: 45cm; Diámetro de salida 30 cm, ancho de rodete a la entrada: 5 cm: ancho a la salida del mismo: 7 cm. Los alabes a la entrada ocupan un 8% del área de entrada, y a la salida se consideran afilados. Angulo de salida del distribuidor = 24º , ángulo de entrada a los alabes del rodete, 85º, ángulo de salida del rodete 30º. Las perdidas en el interior del rodete equivalen 6 mc.a.. Velocidad a la entrada de la turbina: 2 m/s. Altura piezométrica a la entrada de la turbina es de 54 m. Rendimiento mecánico es de 94%, rendimiento volumétrico es de 1. Se desprecia el tubo de aspiración. Calcular, a) Velocidad de Giro, b) altura neta. c) altura útil. d) Rend. Hidráulico y rendimiento total. e) potencia hidráulica. f) potencia al freno. 4).- Una turbina Francis de eje vertical acciona un alternador de 7 pares de polos que en carga nominal o rendimiento máximo desarrolla una potencia en el eje de 12.5 10 kW, absorbiendo un caudal de 12,4 m3/s, bajo una altura neta de 115 m. El diámetro exterior del rodete que coincide can la entrada del mismo es de 1,5 m. Los alabes ocupan el 6% del Area útil para el flujo a la entrada. Cotas: nivel inferior = 0 m-, salida del rodete = 2 m, entrada al rodete = 2,5 m.. La velocidad cm2 = 9,7 m/s. Longitud de tubería forzada = 1. 890 m. Diferencia de altura piezométrica entre la entrada y la salida. del rodete = 57,5 m Rendimiento mecánico es de 98%. Rendimiento volumétrico es de 95%. Rendimiento hidráulico, de la instalación hidroeléctrica es de 90%.Perdida de carga a la entrada de la turbina, cámara espiral y distribuidor es de 1, 1 m. c. a. Calcular a) b) c) d) e) f)

Altura útil. Angulo, de salida del distribuidor. Angulo de los alabes del rodete a la entrada, ancho del rodete a la entrada, Grado, de reacción Perdida en el tubo de aspiración.(la energía cinética a la salida del mismo es despreciable

g) h) i) J)

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Presión estática a la entrada del rodete, Porcentaje de disminución del rendimiento hidráulico si se suprime el tubo de aspiración manteniendo inalterable la presión a la entrada del rodete y las perdidas por rozamiento. Coeficiente de rozamiento de la tubería forzada Numero Especifico.

5).- Una TF tiene las siguientes características: 400 R.P.M., Dl= 750 mm, D2= 630 mm, rendimiento Hidráulico = 82%, Rendimiento Volumétrico =90%, Relación Ancho-Diámetro = 0.12, cl=14m/s, c2 =5 m/s (sin circulación), coef. de obstrucción a la entrada es de 0,91- a la salida los álabes se consideran afilados. Perdidas mecánicas = 3.7 kw Calcular: a) b) c) d) e)

Triángulo de velocidades Caudal de la Maquina Altura Útil. Altura Neta, Potencia en el eje.

6).- Dada una turbina Francis de características: Q = 3 m3/seg, Hn = 200 m y ns < 115, conectada a 0, 85. un alternador de 50 ciclos/seg; ηGlobal De t e r mi na r a )Pot e nc i ae ne le j e b)El e c c i óndel ave l oc i dadr pm,s abi e ndoquens <1 1 5 c )Re a l i c eune s que madel af or made lr ode t e . Jus t i f i quee lporquedee s af or ma . 7).- Set i e neunaTFdel aques ec onoc e nl a sdi me ns i one si ndi c a da sAlpi e , quet r a ba j ae ne lpunt o nomi na le nuns al t one t ode200m c onun r e ndi mi e nt ov ol umé t r i c o=0, 98ye lg l oba l =0, 97 . Sepi de : a )Di buj a rl ost r i ángul osdeve l oc i dade st a nt oal ae nt r a dac omoal as a l i dayc a l c ul a re lá ng ul oα1 quef or mal ave l oc i daddear r as t r eyl ave l oc i da da bs ol ut aal ae nt r a dade lr ode t e . b)Ca uda lt ot alyc audalút i l . c )Al t ur ae f e c t i vayr e ndi mi e nt omanomé t r i c odel at ur bi na . d)Al t ur ar e alypot e nc i ar e alobt e ni dae ne lpunt onomi na l . Da t os :Di á me t r ode lr ode t eal ae nt r ada=2m;a l t ur ade lr ode t eal ae nt r a da =0, 2m;s e c c i ónal a 20 ;á ng ul oβ2=45 ;s upe r f i c i eoc upa da s a l i dade lr ode t e :unc í r c ul odedi áme t r o1m;á ng ul oβ1=1 porl osá l a be sal ae nt r adays al i da1 0%; ve l oc i da ddeg i r o:37 5r pm. Rt a. :Qu:1 3, 88m3/ s;Qt/1 5,1 4m3/ s ;Hr=1 80, 1 6m;Pr=24488kW

8).- Unat ur bi naFr anc i se s t áac opl adadi r e c t a me nt eauna l t e r na dorde5pa r e sdepol os .Elc a uda le s s e g .Losdi áme t r osdee nt r adays a l i dadel osá l a be ss on1m y0, 45m, yl a ss e c c i one sdepa s o, de1m3/ e nt r eá l a be s ,de0, 1 4m2y0, 09m2.Eláng ul oα1=1 0 ,yβ2=45.Elr e ndi mi e nt oma nomé t r i c odee s t a t ur bi nae s0, 78.De t e r mi nar a )Lost r i á ng ul osdeve l oc i dade s b)Laa l t ur ane t a c )Pot e nc i adel at ur bi na d)ElN Es pe c í f i c o e )Elc a uda l ,al t ur ane t a,pot e nc i ayparmot or , s is ec a mbi ae la l t e r na dorporot r ode4pa r e sdepol os .