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Page 1: Informe Final Turbina Francis
Page 2: Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

ÍNDICE

OBJETIVOS (3)

FUNDAMENTO TEORICO (3)

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS (14)

PROCEDIMIENTO (18)

DATOS (19)

CALCULOS Y RESULTADOS (20)

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES (22)

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Page 3: Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

TURBINA FRANCIS

I. OBJETIVOS

Analizar la variación de la eficiencia de una turbina Francis, debido a la

variación de la velocidad de giro de su eje (rpm), por el aumento de

carga en él. Así mismo analizar dicha variación, para diferentes

posiciones de los alabes del estator.

II. FUNDAMENTO TEORICO

TURBINAS

         Turbina, es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de

una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda

o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su

circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial

que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un

eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador

eléctrico o una hélice.

 ¿Qué es la Hidraulica? Es el proceso mediante el cual la energía potencial del agua se

convierte en energía eléctrica a través del trabajo de rotación de una turbina.

Las turbinas se clasifican en turbinas hidráulicas o de agua, turbinas de vapor

y turbinas de combustión. Hoy la mayor parte de la energía eléctrica mundial se

produce utilizando generadores movidos por turbinas. Los molinos de viento que

producen energía eléctrica se llaman turbinas de viento. 

Funcionamiento de las Turbinas hidráulicas

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Page 4: Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

Para mantener una salida constante de voltaje en una instalación hidroeléctrica

la velocidad de la turbina debe mantenerse constante, independientemente de las

variaciones de la presión del agua que las mueve. Esto requiere gran número de

controles que, tanto en la turbina de Francis como en la de Kaplan, varían el ángulo de

las palas. En las instalaciones de ruedas Pelton, el flujo del agua se controla abriendo y

cerrando las boquillas eyectoras. En este caso, se utiliza una boquilla de derivación de

descarga, dado que los cambios rápidos de corriente en canales de caída largos podrían

producir aumentos repentinos en la presión, llamados martillos de agua, que pueden ser

muy dañinos. Con estos ajustes, se mantiene constante el flujo de agua a través de las

boquillas. Para ello se cierran las boquillas de descarga, lo que se hace con mucha

lentitud para evitar martillos de agua. 

Avances en el diseño de las turbinas

Las turbinas pueden ser de varios tipos, según los tipos de centrales: Pelton

(saltos grandes y caudales pequeños), Francis (salto más reducido y mayor caudal),

Kaplan (salto muy pequeño y caudal muy grande) y de hélice. Las centrales dependen

de un gran embalse de agua contenido por una presa. El caudal de agua se controla y se

puede mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías

forzadas, controlados con válvulas para adecuar el flujo de agua por las turbinas con

respecto a la demanda de electricidad. El agua sale por los canales de descarga.

 

La tendencia en las turbinas hidráulicas modernas es utilizar caídas mayores y

máquinas más grandes. Según el tamaño de la unidad, las turbinas Kaplan se utilizan en

caídas de unos 60 m, y en el caso de las turbinas Francis de hasta 610 m.    

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Page 5: Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

 

Muchas de las pequeñas instalaciones en presas construidas antes de 1930 han

sido abandonadas debido a su alto costo de mantenimiento y la mano de obra que

requieren. Sin embargo, el aumento de los costos de los combustibles fósiles ha hecho

volver la mirada hacia este tipo de sistemas de poca caída. Con el desarrollo de turbinas

de hélice normalizadas con ejes casi horizontales, las instalaciones pequeñas han

recuperado su atractivo original. 

            

Se han diseñado turbinas que actúan como bombas cuando funcionan a la

inversa, invirtiendo el generador eléctrico para que funcione como un motor. Dado que

no es posible almacenar la energía eléctrica de forma económica.

CLASIFICACIÓN DE LAS TURBINAS HIDRÁULICAS:

1.- De acuerdo al modo de obrar del agua.

A) De acción o de chorro.

B) De reacción o de sobrepresión.

CARACTERÍSTICAS :

Turbina de Reacción. (FRANCIS)

Entre la parte superior e inferior del rodete existe una diferencia de presión

Turbina de Acción. (PELTON)

Entre la parte superior e inferior del rodete existe la misma presión y que

generalmente es la atmosférica).

El agua tiene al entrar al rodete energía cinética y potencial

2.- De acuerdo a la dirección con que ingresa el agua.

A) Radiales.

B) Axiales

C) Tangenciales.

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Page 6: Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

3.- De acuerdo al grado de admisión

A) De admisión Total

B) De admisión parcial

4.- De acuerdo a la posición del eje de la turbina.

A) De eje vertical

B) De eje horizontal

CRITERIOS PARA LA SELECCION DE TURBINAS HIDRÁULICAS

Normalmente las condiciones hidráulicas del Proyecto fijan solamente tres

parámetros característicos que son: Altura de caída (H), Caudal (Q) y Potencia (P).

Casi siempre el salto es una premisa y le queda por definir al proyectista ya sea el

caudal o la potencia, dejándose el último a criterio del fabricante de la máquina.

Conocidos los parámetros H-P ó H-Q, se puede seleccionar un tipo determinado de

turbina a través del conocimiento de los parámetros característicos de diseño y

selección, tales como: la velocidad específica (Ns) o la cifra de velocidad de rotación

().

NP N (Q/)1/2

Ns = ------- H 5/4 (2gH) 5/4

Estos parámetros solo se utilizan en su forma a dimensional. Por lo tanto es

posible usar cualquiera de las dos cifras de acuerdo a los datos que se disponga en el

Proyecto.

TURBINA FRANCIS

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Page 7: Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

La turbina Francis es un motor hidráulico de reacción, que se emplea para

caudales y alturas medias.

En la figura 1.1, está representada en semicorte axial una turbina para un salto de

179 m. Se puede apreciar el rodete o parte móvil de turbina (1.1 en la figura),

constituido por un cierto número de paletas o álabes que oscila entre 16 y 21, y depende

del tipo de construcción.

El agua procedente de la tubería forzada entra perpendicularmente al eje de la

turbina y sale paralela a él. La parte por la que entra el agua en la turbina se denomina

cámara de descarga (1.2 en la figura). El agua, después de pasar por el rodete,

impulsando a éste y haciéndolo girar, sale por un tubo denominado tubo de aspiración

(1.3 en la figura).

Para regular el caudal de agua que entra en el rodete se utilizan unas paletas directrices

situadas en forma circular, y cuyo conjunto de denomina distribuidor (1.4 en la figura).

Cada una de las paletas directrices se mueve sobre un pivote, de tal forma que llegan a

tocarse en la posición de cerrado, en cuyo caso no entra agua en el rodete, y tienen sus

caras casi paralelas en la posición de abierto, en cuyo caso el caudal de agua recibido

por el rodete es máximo. El conjunto de paletas directrices del distribuidor se acciona

por medio de un anillo móvil (1.5 en la figura), al que están unidas todas las paletas

directrices, y este anillo móvil, a su vez está accionado por el regulador de velocidad de

la turbina. Esto se puede apreciar en la figura 1.2, una turbina Francis vista desde abajo;

donde (1) es el rodete de la turbina, unido al eje (2) de la misma. Las paletas del

distribuidor están representadas por (3), y (4) expresa los pivotes sobre los que giran

dichas paletas; en la figura, las paletas del distribuidor están casi totalmente abiertas.

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Page 8: Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

 Figura 1.1 Semicorte axial de una turbina

 

La turbina Francis representada anteriormente es de eje vertical; también se

construyen turbinas Francis de eje horizontal, tal como la representada en la figura 2.

Otro ejemplo de turbina Francis vertical es la figura 3.

 

Figura 1.2 cámara de carga

Para la elección de una turbina Francis de eje horizontal o de eje vertical, se tienen en

cuenta diversos criterios.

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Page 9: Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

La turbina Francis de eje horizontal presenta las siguientes ventajas:

- Separación completa de la turbina y el generador.

- Disposición ventajosa de la sala de máquinas ya que la turbina y el generador están

situados al mismo nivel

- Fácil montaje.

- Facilidad de reparaciones en la turbina y en el generador.

- Costo reducido de la turbina y el generador.

Respecto a la turbina de eje horizontal, la turbina Francis de eje vertical presenta los

siguientes inconvenientes:

- La turbina y el generador ya no son completamente independientes puesto que ambas

máquinas han de estar soportadas por un cojinete axial común.

- Al estar superpuestas la turbina y el generador, se precisa construir una sala de

máquinas de, por lo menos, dos plantas.

- El montaje es más difícil.

- Los dispositivos de engrase (sobre todo del cojinete axial) son más complicados.

- El costo es superior en aproximadamente, un 20 % a igualdad las demás condiciones.

En resumen, que la tendencia moderna es construir turbinas Francis de eje

horizontal. Sin embargo, como las primeras turbinas Francis eran de eje vertical, las

casas constructoras tienen mayor experiencia en la construcción de turbinas de este tipo,

por lo que todavía se realizan muchas instalaciones con turbinas Francis de eje vertical.

Sobre todo, es interesante el empleo de estas turbinas cuando, por razones de espacio

disponible, conviene reducir la superficie de la sala de máquinas, todo lo que sea

posible.

La forma de rodete y el perfil de los álabes dependen de las características de

salto y caudal. Se puede ver en la figura 1.4 un rodete de turbina Francis de velocidad

normal y en la figura 1.5, un rodete de turbina Francis extra rápida.

En las centrales hidráulicas con saltos de pequeña y mediana altura, la turbina

Francis se monta con la cámara de descarga abierta. En las figuras 1.3 y 1.5 se

representan esquemáticamente dos turbinas Francis, de eje vertical y de eje horizontal,

respectivamente, montadas en cámara abierta. En este tipo de cámara el agua llega

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TURBINA FRANCIS

libremente hasta la turbina, quedando ésta sumergida en el agua, tal como puede

apreciarse con ambas figuras.

Figura 1.3 Tubo de aspiración

Para saltos de gran altura no es posible la instalación de cámara abierta, pues ésta

quedaría sometida a grandes presiones. En estos casos, se emplean cámaras de descarga

cerradas y para saltos aún mayores (300 m y más) cámaras de descarga en espiral

(fig.1.6)

   

                           Figura 1.4 Distribuidor Figura 1.5 Anillo móvil

 

Maneras de instalar las turbinas Francis

a) Turbinas de eje vertical en cámara abierta

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TURBINA FRANCIS

La disposición se puede ver en la figura 1.3, que puede considerarse como el

tipo normal de esta primera clase de turbinas.

b) Turbinas de eje horizontal en cámara abierta

La disposición más usual en esta clase de instalaciones se representa en la figura 1.5. El

tubo de aspiración comienza en un codo de hierro fundido, unido a la armazón de la

turbina y que apoya por unas orejas en un marco de sustentación.

c) Turbinas de eje horizontal con tubería de presión

Como ejemplo de este sistema puede considerarse la representada en la figura

1.6. La tubería de presión se dispone bajo la bóveda que separa la sala de máquinas de

la cámara de desagüe, a fin de ahorrar espacio y tener más libre la central, de manera

que la entrada del agua suele tener lugar por la parte inferior de la turbina. La envoltura

exterior suele tener forma de espiral, lo que ha dado lugar a que se designen estas

turbinas por este nombre.

 

Ventajas importantes de las Turbinas Francis

Las primeras turbinas conocidas fueron turbinas del tipo chorro, no empezando a

emplearse las de reacción hasta principios del siglo XIX.

 En el año 1833 inventó el francés Fourneyron la turbina que lleva su nombre,

construyéndola de manera que el rodete de movía siempre sumergido en el agua, gracias

al principio de reacción que por primera vez, se utilizaba. Algo más tarde, se conoció

también la aplicación del tubo de aspiración, empleado simultáneamente por los

ingenieros Jonval y Henschel en sus turbinas.

 

Un desarrollo más completo recibieron las turbinas de reacción con la invención

del americano Francis, en el año 1849. Si bien, de momento su turbina no mereció

mucha atención en Europa, fue en cambio pronto apreciada en su país y ventajosamente

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Page 12: Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

perfeccionada, alcanzando el gran renombre de que goza actualmente en todas partes.

 A continuación los tipos de turbina de reacción más importantes.

Atendiendo, finalmente, a la posición del eje, que en las turbinas Francis puede

colocarse como convenga, y considerando que este tipo de máquinas se puede emplear

para los mayores caudales y para saltos desde 0,50m hasta 120m, funcionando siempre

del modo más ventajoso.

En esta figura se visualiza de mejor manera una turbina Francis.

Figura 1.6 Cámaras de cargas en espiral

CAUSAS QUE INFLUYEN EN EL RENDIMIENTO DE LAS TURBINAS

Debido a que las turbinas trabajan en condiciones variables de altura, velocidad y

potencia, es necesario estudiar el efecto que sobre el rendimiento producen las

variaciones de aquellos elementos que en la práctica son difíciles de hacerlas constantes.

1. La altura de carga sobre la Turbina puede variar y con ella la Potencia desarrollada,

pero puede regularse convenientemente la velocidad de modo que no se altera el

rendimiento, permaneciendo constante la altura de la compuerta.

2. Pueden ser constantes la altura de carga y la velocidad y variarse la potencia

moviendo las directrices o el punzón regulador.

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Page 13: Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

3. Son muy corrientes las variaciones de la relación entre carga y velocidad, sobre todo

en la Turbinas de poco salto. Así como la velocidad debe variarse entre límites muy

próximos uno del otro, la altura de carga puede experimentar alteraciones del 50% y

más aún.

4. Para una carga hidráulica y una abertura de directrices dadas puede variarse la

velocidad regulando la potencia de la Turbina.

REGULACIÓN DE LA TURBINA FRANCIS

El objeto que persigue la regulación es doble: debe estar dispuesta de tal forma

que se acomode a funcionar a las condiciones variables que presenta todo salto ya que si

disminuye el caudal y la Turbina conserva la misma sección de salida, pronto empezará

a bajar el nivel de la cámara de agua disminuyendo así la potencia y por lo tanto se hace

indispensable establecer una disposición que permita en tales casos disminuir la sección

de paso de agua con lo que al menos se conservará constante la altura del salto.

En segundo lugar la regulación es necesaria para acomodar la turbina a las

distintas cargas en forma que se conserve lo más constante posible el número de

revoluciones. Este segundo objeto es alcanzado casi siempre de la misma forma que el

primero, es decir por la variación de la sección de salida del agua.

III. MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS

Turbina Francis .-

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Page 14: Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

Marca : ARMFIELD HIDRAULIC ENGINEERING Co.

Ltd. RINGWOOD HARTS, ENGLAND.

Tipo : Ns 36 MK2.

Potencia : 2,5 BHP.

Velocidad : 1000 RPM.

Tamaño nominal del rodete : 6 “.

Velocidad especifica : 36 RPM.

Altura neta : 20 pies.

Velocidad de embalamiento máximo: 1800 RPM.

Diámetro de la volante : 12 “.

Diámetro de la entrada : 6 “.

Figura 3.1 Turbina Francis.

Tacómetro .-

TACOMETRO SMITHRango: 0-2000RPMAprox: 20RPM

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Page 15: Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

Figura 3.2 Tacómetro.

Pesas

Figura 3.3 Pesas.

Regla

Figura 3.4 Regla

Dinamómetro.-

DINAMOMETRO SALTINRango: 0-20Kg

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Page 16: Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

Aprox: 100g

Figura 3.5 Dinamómetro

Bomba.-

Motor: Neman Motor INCCasco: 2560/DD 2182 BBRPM: 3600BB voltaje: 220vCiclo: 60 amperaje: 26AFase: 3 HP=10Factor de servicio: 1.15

Bomba: SIGMUND PUMP LTD.Tipo: MN63N° serie: 147305

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Page 17: Informe Final Turbina Francis

TURBINA FRANCIS

Figura 3.6 Bomba

Freno de Cinta (Prony).-

Figura 3.7 Prony

WEIR

Escala: 0-30cmAprox: 0.1mmTriangular: α=90°Cd = 0.6

MANOMETRO ASHCROFT.-

Rango: 0-60PSIAprox: 1PSI

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Page 18: Informe Final Turbina Francis

Volante(frenophrony)

Tanque medidor de caudal (weirs)

tacómetromanómetro

pesas

bomba

turbina

1

2

1.21-h

ESQUEMA TURBINA FRANCIS DEL LABORATORIO

TURBINA FRANCIS

IV. PROCEDIMIENTO

1. Seleccionar una altura de funcionamiento que debe permanecer constante

durante todo el ensayo.

2. Para determinar posición de los alabes directrices se hace variar la carga

al freno.

3. Para cada carga aplicada toman los datos de la velocidad, de la fuerza en

el dinamómetro, de la pesa y de la altura del linímetro.

4. Repetir el paso anterior para otros dos ángulos o aperturas de los alabes

directrices

V. DATOS

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Page 19: Informe Final Turbina Francis

TABLA DE DATOS

  POSICIÓN 1 POSICIÓN 2 POSICIÓN 3

 

ALTU

RA DEL

 LINIMET

RO

POTE

NC

IA

HID

ULI

CA

DINA

MÓMET

RO

CARG

A

VELO

CIDA

D AN

GUL

AR

POTE

NC

IA A

L EJ

E

ALTU

RA DEL

 LINIMET

RO

POTE

NC

IA

HID

ULI

CA

DINA

MÓMET

RO

CARG

A

VELO

CIDA

D AN

GUL

AR

POTE

NC

IA A

L EJ

E

ALTU

RA DEL

 LINIMET

RO

POTE

NC

IA

HID

ULI

CA

DINA

MÓMET

RO

CARG

A

VELO

CIDA

D AN

GUL

AR

POTE

NC

IA A

L EJ

E

  h1 

(mm) PH (W) D (kg) W (kg) n (RPM)

PEJE

(W)h1 

(mm) PH (W) D (kg) W (kg) n (RPM)

PEJE

(W)h1 

(mm) PH (W) D (kg) W (kg) n (RPM)

PEJE

(W)1 175 810,00 0 0 1249 0,00 190 991,92 0 0 1233 0,00 207 1224,90 0 0 1256 0,00

2 180 868,23 0,8 0,5 1161 54,37 195 1057,44 0,9 0,5 1199 74,86 210 1269,06 0,85 0,5 1219 66,60

3 182 892,19 1,6 1 1120 104,90 197 1084,34 1,7 1 1201 131,23 212 1299,01 1,7 1 1201 131,23

4 185 928,86 2,4 1,5 1118 157,06 202 1153,35 2,6 1,5 1173 201,41 216 1360,16 2,55 1,5 1166 191,11

5 188 966,40 3,3 2 1076 218,35 203 1167,46 3,4 2 1170 255,69 217 1375,71 3,5 2 1146 268,33

6 188 966,40 4,2 2,5 1024 271,73 207 1224,90 4,3 2,5 1141 320,59 220 1422,99 4,55 2,5 1129 361,28

7 190 991,92 5,2 3 999,7 343,31 207 1224,90 5,25 3 1120 393,36 220 1422,99 5,5 3 1113 434,34

8 192 1017,83 6,1 3,5 975,5 395,91 208 1239,52 6,2 3,5 1069 450,54            

9 195 1057,44 7,1 4 860 416,15 208 1239,52 7,05 4 1002 477,05            

10 195 1057,44 8 4,5 800,5 437,34 209 1254,24 7,95 4,5 985 530,45            

11 196 1070,84 9 5 773,7 483,09 210 1269,06 8,8 5 920,3 545,89            

12 197 1084,34 9,8 5,5 719,2 482,74 212 1299,01 9,8 5,5 915,3 614,36            

13             213 1314,14 10,8 6 830 621,89            

14             213 1314,14 12,65 7 706,4 623,01            

Page 20: Informe Final Turbina Francis

VI. CALCULOS Y RESULTADOS

Relaciones utilizada en los cálculos

CONSTANTESPeso Específico del AGUA γ 9806,65 N / m3

Aceleración de la gravedad g 9,80665 m / s2

Presión de INGRESO P2 5 psi      <> 34473,7865 PaDiámetro del ducto de ingreso Φ2 0,152 mDiámetro del ducto de salida Φ1 0,25 mAltura del punto de ingreso h2 1,865 mAltura del punto de inicio del linimetro hA 0,655 mRadio de la volante R 0,152 m

ÁLABES DIRECTRICES: POSICIONES 1, 2 y 3.

POTENCIA HIDRÁULICA

PH = γ . Q . HT

PH = γ . 1,416 . h15/2 . [ ( P2 - P1) / γ + ( v22 - v12 ) / (2 . g) + ( z2 - z1 ) ]

P1 = 0

Q = vi . Ai

Ai = π . Φi

z2 - z1 = h2 - hA - h1 = 1,21 - h1

PH = γ . 1,416 . h15/2 . [ P2 / γ + ( 1,0025 . h1

5 ) . ( Φ2-4 - Φ1

-4) / ( π2 . g ) + ( 1,21 - h1 ) ]

PH = f (h1)

POTENCIA AL EJE

PEJE = T . ω D: Lectura del dinamómetro

T = ƒ .R W: Peso de la cargaƒ = D - W n: RPMω = 2 . π . n / 60 R: Radio de la volante

PEJE = ( D - W ) . R . 2 . π . n / 60

PEJE = f ( D; W; n)

Page 21: Informe Final Turbina Francis

EFICIENCIA HIDRÁULICA (η)

  POSICIÓN 1 POSICIÓN 2 POSICIÓN 3

 

VELO

CIDA

D AN

GUL

AR

POTE

NCIA HIDRÁ

ULICA

POTE

NCIA AL EJ

E

EFIC

IEN

CIA

H

IDR

ÁU

LIC

A

VELO

CIDA

D AN

GUL

AR

POTE

NCIA HIDRÁ

ULICA

POTE

NCIA AL EJ

E

EFIC

IEN

CIA

H

IDR

ÁU

LIC

A

VELO

CIDA

D AN

GUL

AR

POTE

NCIA HIDRÁ

ULICA

POTE

NCIA AL EJ

E

EFIC

IEN

CIA

H

IDR

ÁU

LIC

A

  n (RPM) PH (W) PEJE (W) η n (RPM) PH (W) PEJE (W) η n (RPM) PH (W) PEJE (W) η

1 1249 810,00 0,00 0,00% 1233 991,92 0,00 0,00% 1256 1224,90 0,00 0,00%

2 1161 868,23 54,37 6,26% 1199 1057,44 74,86 7,08% 1219 1269,06 66,60 5,25%

3 1120 892,19 104,90 11,76% 1201 1084,34 131,23 12,10% 1201 1299,01 131,23 10,10%

4 1118 928,86 157,06 16,91% 1173 1153,35 201,41 17,46% 1166 1360,16 191,11 14,05%

5 1076 966,40 218,35 22,59% 1170 1167,46 255,69 21,90% 1146 1375,71 268,33 19,50%

6 1024 966,40 271,73 28,12% 1141 1224,90 320,59 26,17% 1129 1422,99 361,28 25,39%

7 999,7 991,92 343,31 34,61% 1120 1224,90 393,36 32,11% 1113 1422,99 434,34 30,52%

8 975,5 1017,83 395,91 38,90% 1069 1239,52 450,54 36,35%        

9 860 1057,44 416,15 39,35% 1002 1239,52 477,05 38,49%        

10 800,5 1057,44 437,34 41,36% 985 1254,24 530,45 42,29%        

11 773,7 1070,84 483,09 45,11% 920,3 1269,06 545,89 43,02%        

12 719,2 1084,34 482,74 44,52% 915,3 1299,01 614,36 47,29%        

13         830 1314,14 621,89 47,32%        

14         706,4 1314,14 623,01 47,41%        

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VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

Para las posiciones 1 y 2, las curvas de la eficiencia son cóncavas hacia

abajo, como era de esperarse. Sin embrago en la posición 3, no sale así,

una razón seria haber tomado pocos puntos ya que la bomba no podía

trabajar con mas caudal para mantener los 5 psi de entrada.

En la curva de la posición dos está la concavidad hacia abajo que explica

porqué los valores de la velocidad angular subían y luego volvían a bajar.

Los valores mismos de la eficiencia hidráulica, podemos ver que son

bastante bajos, en su mayoría menores a 45% e incluso tan bajos como

10%. Esto no coincide con las altas eficiencias que las turbinas Francis

suelen tener.

Al comparar las curvas TORQUE vs RPM en las diferentes posiciones del

estator, se observa que cuando la potencia del agua es mayor, el eje

soporta mayores cargas, esto era de esperarse ya que cuando se le

entrega mayor potencia al eje este tendrá mayor resistencia.

RECOMENDACIONES

Para obtener un valor más exacto de la eficiencia hidráulica se debe tener

las siguientes consideraciones:

o Calibrar el dinamómetro cuando la rueda gire sin carga.

o Colocar las pesas una sobre otra, sin retirar ninguna ya puesta, ya que

la variación de presión des calibra el dinamómetro.

o Conseguir un dinamómetro lo más preciso posible.

Evitar el calentamiento en la volante, echando agua como líquido

refrigerante.

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TURBINA FRANCIS

Teniendo en cuenta la antigüedad de los equipos, asumir que en los

resultados existirá un error, ya sea pequeño o grande, en nuestros

resultados finales.

Es recomendable que la presion de entrada de la turbina sea de 3 o 4 psi,

para que la bomba no tenga problemas de mantenerla por faltas de caudal

y hace poder tener mas puntos en la tercera serie de datos.

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