TURBOMÁQUINAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA ELCTRICA TURBOMQUINAS 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA ELCTRICA

SLABO I. DATOS INFORMATIVOS

ASIGNATURA : TURBOMQUINAS CDIGO CURSO : CI0612 CARCTER : OBLIGATORIO PREREQUISITOS : CI0404 CRDITOS : 03 HORAS TEORA : 03 HORAS PRCTICA : 00 HORAS LABORATORIO : 00 CICLO ACADMICO : VI PROFESOR : Ing. GARCA PREZ, Mario Alberto

II. SUMILLA El curso de Turbomquinas es de naturaleza terico, tiene como propsito proporcionar los conocimientos para la

comprensin de los mecanismos de transformacin de energa: de hidrulica a mecnica, a travs de las turbinas hidrulicas, de vapor y de gas; y de mecnica a hidrulica, a travs de las bombas, ventiladores, compresores, etc. Abarca el estudio de: Clasificacin de las turbomquinas. Anlisis del proceso de transferencia de energa. Ecuacin de Euler. Grado de reaccin. Turbinas hidrulicas. Principios de funcionamiento. Curvas caractersticas de turbinas. Regulacin. Bombas rotodinmicas. Regulacin y curvas caractersticas de bombas. Alturas crticas. Cavitacin y golpe de ariete en turbomquinas.

III. OBJETIVOS GENERALES

Impartir los fundamentos tericos de las turbomquinas hidrulicas. Analizar el comportamiento del agua en su paso por los distintas mquinas de fluidos e identificar los principales

problemas que se presentan al utilizar la energa del agua en las centrales hidroelctricas. IV. OBJETIVOS ESPECFICOS Al finalizar el curso, el estudiante deber ser capaz de:

Identificar varios tipos de bombas y turbinas; as como entender su funcionamiento. Efectuar el diseo y seleccin apropiada de turbinas para una central hidroelctrica.

V. PORCENTAJES DE FORMACIN PROFESIONAL POR OBJETIVOS Y POR COMPETENCIAS Por objetivos: 40% Por competencias: 60% VI METODOLOGIA

Los conocimientos se impartirn mediante exposiciones tericas y tcnicas en aula o en salones de ayuda audiovisuales. Se propondrn mtodos de estudios y de anlisis de problemas. Adems, para afianzar estos conocimientos, se contar con proyeccin de videos tcnicos y se planificar una visita a una central hidroelctrica

VII SISTEMA DE EVALUACION

Se evaluar mediante un examen parcial y un examen final ms la nota promedio de cuatro temas de investigacin. Adicionalmente se tomar un examen sustitutorio que reemplazar la nota ms baja de uno de los exmenes.

La nota final se obtendr de: PF = (EP + EF + PTI) / 3 EP, EF: Notas de los exmenes parcial y final PTI: Promedio de los trabajos de investigacin. VIII. CONTENIDO PROGRAMTICO ANALTICO Y CALENDARIZACIN Semana 01 CAPITULO I. CONCEPTOS FUNDAMENTALES 1.1 Introduccin al curso

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA ELCTRICA TURBOMQUINAS 2

1.2 Definicin de la turbomquinas. 1.3 Clasificacin de las turbomquinas. Turbinas, Bombas, Ventiladores y Compresores. Trabajo de Investigacin No. 01 Semana 02 1.4 Turbinas de accin y de reaccin. Principios de funcionamiento. 1.5 Ecuaciones bsicas: Fuerza sobre labes fijos y en movimiento. Potencia terica de las turbinas de accin. Bibliografa recomendada:

Motores hidrulicos. L. Quantz. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. Claudio Mataix.

Semana 03 CAPITULO II. TRANSFERENCIA DE ENERGIA EN LAS TURBOMAQUINAS 2.1 Ecuacin de transferencia de Euler. 2.2 Altura de Euler. 2.3 Tringulos de velocidades. Grado de Reaccin.

Semana 04

2.4 Aplicacin de la ecuacin de Euler a las bombas. Altura til o Terica. 2.5 Prdidas, Potencias y Rendimientos en Bombas. 2.6 Aplicaciones

Semana 05

2.7 Aplicacin de la ecuacin de Euler a las Turbinas. Altura til y Altura Neta. 2.8 Prdidas, Potencias y Rendimientos en Turbinas. 2.9 Aplicaciones.

Bibliografa recomendada: Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. Claudio Mataix. Turbinas Hidrulicas. Pedro Fernndez Diez

Semana 06 CAPITULO III. LEYES DE SEMEJANZA DE LAS TURBOMAQUINAS

3.1 Experimentacin en modelos. Modelo y Prototipo. 3.2 Condiciones de Semejanza: Geomtrica, Cinemtica y Dinmica. 3.3 Leyes de Similitud: Froude, Reynolds, Mach, Weber y Euler.

Semana 07

3.4 Leyes de Semejanza para Turbinas y Bombas. 3.5 Nmero Especfico de revoluciones. 3.6 Curvas caractersticas de turbinas y bombas.

Bibliografa recomendada: Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. Claudio Mataix. Turbinas Hidrulicas. Pedro Fernndez Diez

Semana 08 EXAMEN PARCIAL N 1 Semana 09 CAPITULO IV. SELECCIN DE TURBINAS

4.1 Clasificacin de las turbinas segn el Nmero Especfico de Revoluciones 4.2 Caractersticas del Diseo Mecnico de las turbinas Pelton.

Trabajo de Investigacin No. 02 Semana 10

4.3 Caractersticas del diseo mecnico de las turbinas Francis. 4.4 Criterios para la seleccin de turbinas. Trabajo de Investigacin No. 03

Semana 11 4.5 Criterios para la seleccin de turbinas (Continuacin)

4.6 Aplicaciones. Bibliografa recomendada: Motores hidrulicos. L. Quantz. Mquinas Hidrulicas. Wilfredo Jara T.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA ELCTRICA TURBOMQUINAS 3

Semana 12 CAPITULO V. REGULACION DE TURBINAS HIDRAULICAS 5.1 Regulacin Manual y Automtica. 5.2 Regulacin Taquimtrica. 5.3 Regulacin Directa e Indirecta. 5.4 Regulacin de turbinas de accin y de reaccin.

Bibliografa recomendada: Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. Claudio Mataix.

Semana 13 CAPITULO VI. CAVITACION Y GOLPE DE ARIETE.

6.1 El fenmeno de la cavitacin. 6.2 Cavitacin en Turbinas. 6.3 Cavitacin en Bombas.

Semana 14

6.4 El fenmeno del Golpe de Ariete. 6.5 Golpe de Ariete en Turbinas: Frmulas de Joukowsky, Michaud y Allievi.

Semana 15 6.6 Tubera forzada: Clculo del espesor, Presiones a lo largo de la tubera, dimetro econmico. Trabajo de Investigacin No. 04 Bibliografa recomendada:

Mquinas Hidrulicas. Wilfredo Jara T. Aprovechamientos Hidroelctricos y de bombeo. Humberto Gardea Villegas.

Semana 16 EXAMEN FINAL Semana 17 Examen sustitutorio IX. BIBLIOGRAFIA

MECANICA DE FLUIDOS Y MQUINAS HIDRULICAS Claudio Mataix. Ed. Harla-Mxico. Segunda Ed. 2004. MQUINAS HIDRULICAS Wilfredo Jara T. Fondo Ed. INIFIM-UNI. Lima. Per. 1998. APROVECHAMIENTOS HIDROELCTRICOS Y DE BOMBEO Humberto Gardea Villegas. Ed. Trillas. MOTORES HIDRULICOS L- Quantz. Ed. Gustavo Gili. Barcelona. 1995 TURBINAS HIDRULICAS. Pedro Fernndez Diez. Departamento de Ingeniera Elctrica de la universidad de

Cantabria. Espaa.

MQUINAS HIDRULICAS. Jos Mara Hernndez Krahe - UNED