Cálculo de Una Turbina Francis

Cálculo de una turbina Francis: Rodete Normal - Ejemplo: Se trata de proyectar proyectar una turbina Francis Francis con eje vercal de po análogo al normal representado representado en la fg. Los

datos conocidos son: El salto úl H! m y el caudal medio "# m $%seg. El numero de revoluciones no se nos fja& pero si la condici'n de escoger un po normal. La turbina deberá trabajar normalmente con la má(ima admisi'n y obtener en estas condiciones el mejor rendimiento. a) Pot Potenc encia ia de la turb turbina ina:: )alculando con su rendimient rendimiento o h = 0,85 & obtenemos:

 N c

1000 x2 x6 x0,85

=

75

=

136 cv

b) Tubo de aspir aspiració ación: n: *ara determinar la velocidad de salida c $ podemos contar con el ! + de la altura del salto& y entonces:

c3

2.g (6%) H

=

=

2.g (0, 06 06)(6)

=

2, 66 66 m / seg

 

Si suponemos además& ,ue c $ se -alla en la direcci'n del eje& se deduce inmediatamente inmediatamente la secci'n del tubo de aspiraci'n:

 A =

 D32 .p  4

=

Q c3

=

2 2, 66

=

0,75 m 2

*ara lo cual es preciso ,ue sea:

 D3 =   1000 mm ebemos observar ,ue cuando el eje de la turbina se prolonga dentro del tubo de aspiraci'n -ay ,ue aumentar el diámetro del tubo para compensar la disminuci'n de secci'n. Si c $ no está en la misma direcci'n del eje& no debemos -acer intervenir en el cálculo a c $& sin sino o a su componen componente te meridian meridiana a cm 3

=

c3 sena 3 &

pudiendo poner en lugar de / $ el ángulo /#. c) Rodete Rodete y nume numero ro de rev revolucio oluciones: nes: El diámetro del rodete  0  en una turbina normal debe ser ligeramente superior a  $& lo preciso ,ue la

construcci'n e(ige. En nuestro caso adoptamos:

 D1 =  1050 mm La velocidad tangencial u0 se deduce& al substuir 1 0234& resultando:

u1

=

2, 94 H

=

2, 94 6

=

7, 7 , 2 m / seg.  

Ecuaci'n ,ue representa en nuestro caso ala 5undamental de las turbinas. El número de revoluciones se deduce 5ácilmente.

n=

60.u1

=

 D1 .p 

60.7, 2 1,05. ,05.3,14

=

130/ min

d) nc!ura nc!ura de la corona corona directri directri": ": Se escoge& por ejemplo& 6 3#3 alabes con un anc-o entre alabes a 377 mm y un espesor de paleta s 3 8 mm. 9El

numero de alabes es muy variable y se determina de acuerdo con el tamao de la corona. La anc-ura a 3 entre los alabes oscila entre ;3 y #33 mm& tambi-ora se puede dibujar es,uemácamente en cual,uier escala el fnal de la cámara de las paletas directrices y se obene a1

=

a 0 .

*or el cálculo se obtendr?a tambi& de la 5ormula:

3 4

.Q = z0 .a0, .b0 .c1,

e donde:

b0

=

3,5

=

(4).(16).(0,09).(5,8)

0,448 m

En la prácca se tomar?a:

b0

450 mm

=

El anc-o de las paletas puede tambi para es5uer6os de torsi'n& con un coefciente de trabajo C 0$33 Cg%cm#. *or tanto: 3

kt .

d 

.p 

16

=

M t 

*or otra parte:

 M t  = 71620

 N  n

=

71620.

220 125

=

126 000 kgcm

Finalmente: d

=

3

(126000).(16) (3,14).(300)

=

12,8 cm

*ara la construcci'n:

d

=

130 mm

Ejemplo: na turbina Francis& ene un rotor de 733 mm de diámetro e(terno y 73 mm de anc-o e(terno. Si  0%#3&83J

1#274 y 10074. El área perim