Informe 2 Turbina Pelton

 

1) OBJETIVOS: 1.1. 1.1. Objet Objetivo ivo ge genera nerall



Estudiar la influencia de la carga mecánica a régimen constante y variable en el comportamiento de las curvas características de operación de la Turbina Pelton.

1.2.. Objetivo 1.2 Objetivo es especi pecifico fico



Conocer el procedimiento de puesta en marcha de una turbina pelton.



Realizar un análisis del funcionamiento de la Turbina Pelton a diferentes tipos de carga.

2) UNIDAD DE INST INSTRUCCIÓN RUCCIÓN E EXPERIMENTAL: XPERIMENTAL:



Carcasa



Rodete con alabes



Aguja del inyector 



Tobera



Volante manual para ajustar la aguja del inyector 



Drenaje del agua



Tambor de freno



Correa



Sensor de presión



Alimentación de agua HM 450 C



Caja de bornes



Sensor de revoluciones



Sensor de fuerza para determinar el par de giro 1

 



Manguera para la entrada y salida del agua de alimentación



Rodillo tensor para la tensión de correa



Válvula de aguja para ajustar el flujo de agua de refrigeración



Volante manual para ajustar la tensión de la correa

3) PROCEDIMIENTO Y TABUL TABULACION ACION DE DATOS: Procedimiento miento de la l a experiencia: experie ncia:  Procedi Colocación y conexión: a) Conecte el grifo de purga V2 al depósito de agua  b) Llenar el depósito de agua con 200 L. L. El nivel del agua en el depósito de agua debe ser de 500mm c) Colocar Colocar la turbina turbina pelton pelton sobre el depósito depósito de agua agua d) Conecte Conecte el cable cable de la caja de borne de la turbina turbina al al armario armario de distribución. Preparación del ensayo:

a) Conectar Conectar el banco de ensayos ensayos a la alimentación alimentación eléctrica eléctrica  b) Activar el interruptor principal, verificando que todos los indicadores se iluminen. Realización del ensayo:

a)

Asegúr Asegúrese ese de que que la corre correaa del freno freno este este correc correctam tament entee instalad instalada. a.

 b)

Gire el volante manual para el ajuste de la aguja del inyector a la  posición de prueba.

c)

Afloje Afloje el vola volante nte manu manual al para para el ajuste ajuste de la tens tensión ión de de la correa correa de tal tal manera que la turbina no se frene.

d)

Asegurarse de que la válvula V 1 esté cerrada.

e)

Acti Activa varr el in inte terr rrup upto torr de la bom bomba ba..

f) g)

Abra la válvula V1 V1 lentamente y fijar un caudal Asegurarse Asegurarse que que circule circule agua de refriger refrigeración ación,, por el interior interior del tambor tambor 2

 

de freno (volante), que está en contacto con la correa. h) Lea los los valores valores en la la caja de distr distribu ibució ción n y registre registre los los valore valoress i)

Aument Aumentee gradual gradualmen mente te el par par de la turb turbina ina,, girand girando o el volan volante te manual manual  para el ajuste dela tensión de la correa

 j)

Repita las mediciones

 Tabulación de datos:

 N1 BOMBA

Q

X

 N2

M2 PAR 

P3

(RPM)

(L/min)

Posición de

TURBINA

(N.m)

(BAR)

la aguja del

(RPM)

inyector  7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7

1620 1490 1380 1240 1100 960 840 700 500 330 000

0 ,0 0 ,7 1 ,3 2 ,0 2 ,6 3 ,3 4 ,0 4 ,6 5 ,3 6 ,0 6 ,3

2,95 2,95 2,95 2,95 2,95 2,95 2,95 2,95 2,95 2,95 2,95

 N°

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900

175 175 175 175 175 175 175 175 175 175 175

4) ANÁLISIS Y METODOLO METODOLOGIA GIA Y CÁL CÁLCULOS: CULOS:  Cálculo de la velocidad del agua en el lado de presión

C 1=

4Q 2

π d1

done : d 1=37.0 mm Convertimos el caudal a metros cúbicos por segundo, entonces: 3

Q=175   L × 1 min  ×   1 m =0.00291667 m3 / s min 60 s 1000 L 3

 

Tomando los datos del ensayo

C 1=

4 × 0.00291667

π × 0.037

2

C 1=2.713 m / s

Dado que no cambia el caudal, la velocidad en 1 será la misma para todos los ensayos

 Calculo de la altura neta ( H T )

2

 P1 γ agua

+

C 1 2g

+

Z 1=

 P 0 γ agua

2

+

C 0 2g

+

Z 0 + H T 

Donde: (ZI – Z0): Altura de pérdida pura, se puede despreciar  C0: Velocidad del agua aguas abajo, se puede despreciar  P0: Presión ambiente  P1: Presión absoluta 2

 P1 − P 0 C 1 +  H T = γ agua 2g

Tomando los datos del ensayo numero 3 tenemos

 H TT  =

295 −100 9.81

+

  2.713

2

2 × 9.81

 H T =20.3 m

 Cálculo de la Potencia hidráulica (P)

4

 

 P= γ × Q × H T    P= 9.81 × 0.00291667 × 20.3

 P=580.8 W 

(Pele))  Cálculo de la potencia mecánica o al eje (Pele Peje = (Par de giro ∗ Velocidad de rotación)Turbina

 Peje = M 2 ×  Peje =1.3 ×

  π  30

  π  30

× N 2 × 1380

 Peje =187 187.. 87 W   Cálculo de la eficiencia de la turbina (   )

nT =

nT =

 P eje   × 100% eficienciahidráulica  P

  eficiencia eficiencia mecánica mecánica

187.9 580.8

=

× 10 100 0%

nT =32 32.3 .3 %  De manera similar realizamos los cálculos para cada uno de los casos en nuestro ensayo, obteniendo la tabla de resultados que se muestra muestra a continuación.

 Tabla de Resultados: 5

 

N°

RESULTADOS OBTENIDOS PARA CADA ENSAYO C1(m/s) HT(m) P(W) Peje(W)

nT(%)

1

2.713

20.3

580.8

0.00

0%

2

2.713

20.3

580.8

109.22

19%

3

2.713

20.3

580.8

187.87

32%

4

2.713

20.3

580.8

259.70

45%

5

2.713

20.3

580.8

299.50

52%

6

2.713

20.3

580.8

331.75

57%

7

2.713

20.3

580.8

351.86

61%

8

2.713

20.3

580.8

337.20

58%

9

2.713

20.3

580.8

277.51

48%

10

2.713

20.3

580.8

207.35

36%

11

2.713

20.3

580.8

0.00

0%

6

 

 Graficas Resultantes:

PAR DE GIRO VS NÚMERO NÚM ERO DE REVOLUCIONES REVOLUCIONES 7

6

5    O    R    I    G    E    D    R    A    P

4

3

2

1

0 0

2

4

6

8

10

12

14

NÚMERO DE REVOLUCIONES

POTENCIA HIDRAULICA Y MECÁNICA MECÁN ICA VS NÚMERO DE REVOLUCIONES Va lores Y

x

700 600 500 400 300 200 100 0 0

200

400

600

800

1000

NÚMERO DE REVOLUCIONES

7

1200

1400

1600

1800

 

EFICIENCIA VS NÚMERO DE REVOLUCIONES REVOLUCIONES 70

60

50

   A    I    C    N    E    I    C    I    F    E

40

30

20

10

0 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

NÚMERO DE REVOLUCIONES

5) CONCL CONCLUSIO USIONES: NES:

 Conforme se agrega carga en el eje se va frenando la turbina pelton es decir

decae las revoluciones disminuye  La eficiencia es buena por lo que se puede decir que esta turbina está en

 buenas condiciones.  El par de giro disminuye conforme aumenta la velocidad.  La turbina Pelton es la recomendable en la que se dispongan de pequeños

caudales y elevadas caídas.  Del grafico observamos que la eficiencia máxima es aproximadamente en

800 rpm, el cual seria la velocidad de trabajo recomendada.

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