TURBINAS KAPLAN

Una turbina hidráulica es una turbomáquina motora hidráulica, que aprovecha la energía de un fluido que pasa a través de ella para producir un movimiento de rotación que, transferido mediante un eje, mueve directamente una máquina o bien un generador que transforma la energía mecánica en eléctrica, así son el órgano fundamental de una central hidroeléctrica.

Tipos de turbinas Kaplan :

Hélice : Cuando el salto y caudal disponible en un aprovechamiento permanecen constantes lo largo del año.

KAPLAN: Su curva de rendimiento es una curva casi plana y su rendimiento a cargas intermedias es muy superior no solo a las turbinas de hélice.

SemiKAPLAN: Las turbinas Kaplan se simplifican a veces y se abarata su construcción omitiendo el distribuidor constituyendo una SemiKaplan.  

Las turbinas Kaplan son uno de los tipos mas eficientes de turbinas de agua de reacción de flujo axial, con un rodete que funciona de manera semejante a la hélice de un barco, y deben su nombre a su inventor, el austriaco Viktor Kaplan. Se emplean en saltos de pequeña altura. Las amplias palas o álabes de la turbina son impulsadas por agua a alta presión liberada por una compuerta.

Los álabes del rodete en las turbinas Kaplan son siempre regulables y tienen la forma de una hélice, mientras que los álabes de los distribuidores pueden ser fijos o regulables. Si ambos son regulables, se dice que la turbina es una turbina Kaplan verdadera; si solo son regulables los álabes del rodete, se dice que la turbina es una turbina Semi-Kaplan. Las turbinas Kaplan son de admisión radial, mientras que las semi-Kaplan puede ser de admisión radial o axial.

Para su regulación, los álabes del rodete giran alrededor de su eje, accionados por unas manijas, que son solidarias a unas bielas articuladas a una cruceta, que se desplaza hacia arriba o hacia abajo por el interior del eje hueco de la turbina. Este desplazamiento es accionado por un servomotor hidráulico, con la turbina en movimiento.

Se denomina biela a un elemento mecánico que sometido a esfuerzos de tracción o compresión, transmite el movimiento articulando a otras partes de la máquina

Utilización para: altura de caída 7-60 Metros caudal 0,7-1.000 m³/spotencia 50-180.000 Kw.

CRITERIOS DE SELECCIONUno de los principales criterios que se deben manejar a la hora de seleccionar el tipo de turbina a utilizar en una central, es la velocidad específica (Ns) cuyo valor exacto se obtiene a partir de la siguiente ecuación:

Donde: ne son revoluciones por minuto, N es la potencia del eje o potencia al freno y h es la altura neta. La velocidad específica Ns

Velocidad específica Ns Tipo de Turbina

De 5 a 30 Pelton con un inyector

De 30 a 50 Pelton con varios inyectores

De 50 a 100 Francis lenta

De 100 a 200 Francis normal

De 200 a 300 Francis rápida

De 300 a 500 Francis doble gemela rápida o express

Más de 500 Kaplan o hélice

PARTES

•Cámara espiral. Metálica o de hormigón, de secciones apropiadas. • Distribuidor. • Tubo de aspiración. • Eje. • Equipo de sellado del eje de turbina. •Cojinete guía de turbina. •Cojinete de empuje. Normalmente formando conjunto con el anterior

FUNCIONAMIENTO

Las palas son impulsadas por agua a alta presión liberada por una compuerta. Para regular la entrada, se emplea un distribuidor Fink. Los álabes del rodete giran sincrónicamente alrededor De su eje. Funcionan como si un solo rodete desempeñara el papel de infinito número de rodetes.

Curvas de rendimiento

Mantenimiento

Es necesario comprobar periódicamente la estanqueidad del núcleo de las palas motoras,

Las turbinas que sólo puedan regularse por medio de los álabes móviles exigen que se revise más a menudo la rueda motriz.