2 Parcial Papanuel

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DEPARTAMENTO ACEDEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA 2012 – II

TURBOMAQUINAS Y MAQUINAS DE EXPULSION Parcial N° II 1) Clasificaci Clasificación ón de las turbinas turbinas según según la altura altura del salto hidráulic hidráulico o Altura del salto Tipo de turbina 800 a 400 Pelton de un inyector   400 a 100 Pelton varios inyectores 400 a 200 Francis muy lenta 200 a 100 Francis lenta 100 a 50 Francis normal 50 a 25 Francis rápida 25 a 15 Francis extra rápida 50 a 15 Kaplan lenta 15 a 5 Kaplan rápida Menos de 5 Kaplan extra rápida 2) ¿Cóm ¿Cómo o debe deben n ser ser las las cen centr tral ales es hidr hidroe oelé léct ctri rica cas s seg según ún el luga lugarr de de su su instalación? Terreno llano ligeramente ondulado, canal de llegada solo de maquian subestractora

terreno ......... ondulado canal de llegada, tuberia forzada solo de maquina subestractora terreno montañoso ............ ............ de equilibrio tuberia forzada solo de maquina subestractora 3) ¿Qué ¿Qué es la turbin turbina a Pélto Pélton?, n?, expliq explique ue su tria triangu ngulo lo de de veloc velocida idades, des, señale señale valores de los mismos. Las turbinas Pelton son turbinas de chorro libre que se acomodan a la utilización de saltos de agua con mucho desnivel y caudales relativamente pequeños, con márgenes de empleo entre 60 y 1500 metros, consiguiéndose rendimientos máximos del orden del 90%

4) Clasificaci Clasificación ón de las Turbinas Turbinas Peltón, Peltón, indiq indique ue y explique explique los gráficos gráficos (H, nS); (d/D, nS) Las turbinas PELTON se clasifican generalmente por la posición del eje que mueven, por  lo tanto existen dos clasificaciones: EJE HORIZONTAL Y EJE VERTICAL. P1 N1 - H ==== Eje horizon horizontal, tal, una una turbina turbina y un chorro P1 N2 - H ==== Eje horizon horizontal, tal, una una turbina turbina dos chorros chorros P2 N2 - H ==== Eje Eje horizontal horizontal,, dos turbina turbina y dos chorros chorros

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P1 N4 - V ==== Eje vertical, una turbina 4 chorros P1 N6 - V ==== Eje vertical, una turbina y 6 chorros

5) Clasificación de las turbinas de reacción Francis y Káplan. Gráficos dando sus diferencias.

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6) Explique y grafique el uso de una turbina Francis (H, nS); (d/D, nS)

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7) ¿Cuál es la potencia teórica de una turbina? Indique las perdidas existentes en valores porcentuales. Es la potencia calculada sin perdidas ala friccion y turbulencias

8) ¿Cuál es la potencia útil de una turbina? Indique en HP, CV y W. Grafique e indique el total de las pérdidas existentes. Es la potencia q la turbina le entrega al eje del generador 

9) Una turbina Pélton trabaja bajo una altura neta de 240 m. Sus características son: 1 = 0,98 ; 1 = 0 ; 2 = 15º ; w2 = 0,70 w1 ; u1 = 0,45 c1. Diámetro del chorro: dchorro = 150 mm; Diámetro medio de la rueda: D1

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= 1800 mm. Determinar: a) La fuerza tangencial ejercida por el chorro sobre las cucharas; b) La potencia desarrollada por la turbina; c) El rendimiento manométrico; d) El rendimiento global, siendo: mec = 0,97; vol = 1

10)Una turbina Francis puede utilizar rodetes Lentos, Normales y Rápidos. Explique cuando utiliza cada uno de ellos. ¿Cual es el más recomendable por usted, para los ríos de Tacna y/o Moquegua, si instala esta turbina?; de su explicación y recomendación que crea conveniente. TURBINA FRANCIS LENTA Para saltos de gran altura, alrededor de 200 m o más TURBINA FRANCIS NORMAL Indicada en saltos de altura media, entre 200 y 20 m

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TURBINA FRANCIS RAPIDA Y EXTRARAPIDA  Apropiadas para saltos de pequeña altura, inferiores a 20 m Para el caso de Tacna se recomienda las turbinas francis lenta sabiendo que existen centrales que en la actualidad produce 23.80 Mw y 11.9 Mw con una caída de agua de 617 m

Parcial II 1.- Clasificación de las turbinas según la altura del salto hidráulico Altura del salto Tipo de turbina 1000 a 400 Pelton de un inyector   400 a 100 Pelton varios inyectores 400 a 200 Francis muy lenta 200 a 100 Francis lenta 100 a 50 Francis normal 50 a 25 Francis rápida 25 a 15 Francis extra rápida 50 a 15 Kaplan lenta 15 a 5 Kaplan rápida Menos de 5 Kaplan extra rápida

2.- ¿Que es la turbina Pélton?, indíquela con su triangulo de velocidad y sus aplicaciones en el Peru. Donde existen las turbinas de mayor potencia, indique saltos máximos, que se utilizan en la actualidad. Las turbinas Pelton son turbinas de chorro libre que se acomodan a la utilización de saltos de agua con mucho desnivel y caudales relativamente pequeños, , con márgenes de empleo entre 60 y 1500 metros, consiguiéndose rendimientos máximos del orden del 90%.

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C. H. Santiago Ant0nez de Mayolo ubicada en el departamento de huancabelica provincia de tayacán genera 798 megawatts con una caída neta de 478 metros RESTITUCION: recibe las aguas de la central antunez de mayolo atraves de una caída de 258 metros genera 216 megawatts Cañon del pato : ubicada en ancash, genera 154 megawatts, con una caída de 395 metros Huino: principal central eléctrica de lima, produce 262 egawatts con una caída de 1245 metros Charcani, ubicada en Arequipa, produce 139.8 megawatts con una caída de 690 metros

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3.- Clasifique y explique una turbina de reacción que tiene un trabajo por un ducto cerrado Las turbinas francis Se clasifican, en función de la velocidad específica del rotor y de las características del salto. Turbina Francis lenta se utilizan en saltos de gran altura, alrededor de 200 m o

más, se tiene bajo numero de revoluciones, lo que supone un aumento del diámetro D1 del rodete respecto al del tubo de aspiración. Se tienen 50 < ns < 100. El ángulo de entrada β >90º 1

Turbina Francis normal : Indicada en saltos de altura media, entre 200 y 20 m. El diámetro del rodete D1 es ligeramente superior a D3. El agua entra en el rodete radialmente y sale axialmente. Se tienen 125 < ns < 200. Β1=90º

Turbinas Francis rápidas y extra rápidas apropiadas para saltos de pequeña altura, inferiores a 20 m El diámetro del rodete D es menor al del tubo de aspiración D . 1

3

El ángulo de entrada β