“MANUAL DE UNA INTERFAZ ENTRE LA TURBINA PELTON EDIBON Y UN

PC, USANDO LA TARJETA DE ADQUISICIÓN DE DATOS NI USB-6211 Y

LABVIEW DE LA FACULTAD TECNOLÓGICA, PARA EL TRATAMIENTO Y

EL ANÁLISIS DE DATOS”

Este manual consiste en el manejo de una interfaz entre la turbina Pelton Edibon y un pc, usando la tarjeta de

adquisición de datos NI USB-6211 y LABVIEW, para el tratamiento y el análisis de datos disponible en el

laboratorio de civiles y eléctrica correspondientemente.

Primero para las correspondientes prácticas se necesitan los siguientes elementos los cuales se encuentran en

los laboratorios de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería en construcciones civiles.

Turbina Pelton Edibon con su respectivo modulo.

Tarjeta adquisición de datos NI USB 6211

Conectores

LabVIEW 2012 con sus respectivos módulos para manejo de la tarjeta de adquisición.

Computador portátil con características mínimas para soportar LabVIEW 2012.

OBJETIVO GENERAL DE LA PRÁCTICA.

Con las siguientes prácticas se quiere conocer, hallar y manejar las características propias de una Turbina tipo

Pelton.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Mediante sensores poder medir las características de la turbina como de los elementos que interactúan con ella

para su funcionamiento, los cuales son: Presión del chorro de agua en (Psi), caudal en (Lm), Torque, corriente

de la bomba y velocidad de giro de la turbina.

Con estos datos se quiere hallar la potencia hidráulica, potencia mecánica y así hallar la eficiencia de este tipo

de turbina.

PRCEDIMIENTO.

1. Instalar el software en este caso LabVIEW 2012 con sus complementos (Drivers) en el PC el cual se

desea visualizar y tratar los datos:

2. Se acoplan los conectores tanto en las ranuras que se encuentran en la turbina como en los bornes de

la tarjeta NI USB 6211 (seguir las etiquetas de los conectores).

AI0

AI1

AI2

AI8

+5v

AI GND

NOTA: si se modifican las entradas análogas en la tarjeta también se deben de modificar en la interfaz turbina

Pelton para que sean reconocidas por el programa.

3. Probar la tarjeta de adquisición de datos y sus puertos con el programa de la interfaz, el LED de la

tarjeta NI USB 6211 debe parpadear para indicar que se encuentra en línea con el PC:

4. Se prueba el correcto funcionamiento de la bomba, flujo de agua, movimiento de las aspas de la

turbina. Correcto giro de la turbina (verificar que el sensor de velocidad que se encuentra atrás de la

turbina no haga contacto con la misma para la correcta medición de la velocidad.).

5. Adquirir el programa de la interfaz en LabVIEW (se encuentra en los laboratorios de civiles y eléctrica

de la facultad tecnológica). Dar doble clic sobre el icono Interfaz Turbina Pelton

6. Se debe crear un nuevo DAQ Assistant2 en la ventana Block Diagram, dando clic derecho en el área

de trabajo y luego:

Con la siguiente configuración en el DAQ Assistant2 para cada una de las señales de entrada, para que la tarjeta

de adquisición de datos NI USB-6211 reconozca el puerto USB del PC con el cual se desea trabajar:

Corriente:

Terminal configuration: NRSE

Acquisition Mode: Continuos samples

Frecuencia:

Terminal configuration: NRSE

Acquisition Mode: Continuos samples

Presión:

Terminal configuration: RSE

Acquisition Mode: Continuos samples

7. Configurar la ruta en la cual se desea descargar el archivo Excel con los datos obtenidos en la interfaz,

tanto en la ventana de Front Panel en la pestaña esquemático y en ventana Block Diagram dando doble

clic en el bloque MS Ofifce Report:

8. Correr el programa y tomar los valores de caudal, Presión, velocidad y fuerza. Mientras se va

aumentando el caudal de entrada mediante el mando de la bomba.

Nota: (las medidas de caudal y torque se hacen indirectamente revisar artículo de la interfaz Turbina

Pelton.

Dar clic el botón de RUN que se encuentra en la parte superior izquierda de la ventana Front Panel luego dar

clic en el botón START de la interfaz y comience

a visualizar

las gráficas de Flujo (Caudal), Corriente-Corriente RMS, Torque, Velocidad (RMP) y presión (PSI):

Dando clic en las distintas pestañas de la interfaz se pueden visualizar las gráficas de flujo, corriente, torque,

velocidad y presión:

También puede visualizar los datos en Excel con la ruta descrita por el usuario:

LISTA DE POSIBLES ERRORES A MOMENTO DE EJECUTAR LA INTERFAZ

ERROR SUGERENCIA

No funciona la bomba Verificar la alimentación

Los sensores no funcionan Verificar la conexión en los bornes de la tarjeta

El PC no reconoce la tarjeta de adquisición de datos.

Reinstalar LabVIEW con todos los complementos (Drivers)

El LED de la tarjeta de adquisición de datos no parpadea

Revisar el cable de la conexión entre el PC y la tarjeta

Al momento de correr el programa se pausa la simulación

Se debe Configurar la ruta en la cual se desea descargar el archivo Excel

No se genera el archivo Excel con los datos simulados

Verificar la ruta la ruta en la cual se desea descargar el archivo Excel

9. Para hallar la potencia Hidráulica se utiliza las mediciones de caudal y presión.

𝑃𝐻𝑖𝑑𝑟á𝑢𝑙𝑖𝑐𝑎 = ηHQ [W]

Donde:

η: Densidad del agua 9810 [𝑁

𝑚3]

H: Metros caída de agua [m]

Q: Caudal [𝑚3

𝑠]

Metros de caída de agua se hallan mediante la potencia con la siguiente equivalencia. 1 bar = 10,19 metros de

agua.

10. Para hallar la potencia mecánica se utiliza la velocidad y el torque de la turbina.

𝑃𝑚𝑒𝑐á𝑛𝑖𝑐𝑎 = 𝑇𝜔 [W]

T = r(F2 - F1) [Nm]

Donde:

ω = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛𝑎

𝐹 = 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑟 = 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 (3 cm radio de la flecha de la turbina)

11. Par hallar la eficiencia se comparan con la siguiente ecuación las dos potencias.

𝜂 = 𝑃𝑚𝑒𝑐á𝑛𝑖𝑐𝑎

𝑃ℎ𝑖𝑑𝑟á𝑢𝑙𝑖𝑐𝑎 [

𝑊

𝑊]

PRACTICAS PROPUESTAS

Para el desarrollo de las siguientes prácticas se requieren seguir los siguientes pasos y tomar los datos

dependiendo las variables que se requieran hallar, tanto experimentalmente como matemáticamente con las

ecuaciones anteriormente descritas:

Procedimiento:

Ejecutar la interfaz

Abrir por completo la válvula del inyector (regulador caudal) de la turbina

Variar la velocidad progresivamente

Tomar los datos de de Flujo (Caudal), Corriente-Corriente RMS, Torque, Velocidad (RMP) y presión (PSI).

Graficar los datos obtenidos por ejemplo de:

Potencia Hidráulica Vs velocidad

Torque Vs Velocidad

Flujo Vs velocidad

Análisis de resultados y conclusiones

En anterior procedimiento descrito, desarrollado para la interfaz de la turbina Pelton, están encaminadas a la

asignatura generación hidráulica, con las cuales se podrán desarrollar las siguientes prácticas con la posibilidad

de otras adicionales:

1. Encontrar la potencia hidráulica y mecánica de la turbina Pelton Edibon.

2. Encontrar la potencia generada por la turbina Pelton Edibon.

3. Encontrar la eficiencia de la turbina Pelton Edibon

4. Caracterizar el funcionamiento de la turbina Pelton Edibon.