UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLGICA DEL CONO SUR DE LIMAUNTECS

CARRERA PROFESIONAL DE

INFORME: 6DETERMINACIN DE LAS CURVAS HIDRULICAS DE FUNCIONAMIENTO DE LA TURBINA KAPLAN

CURSO :

TURBO MAQUINAS APLICADA

DOCENTE:

PAZ PURISACA

CICLO :

VII2012

I. OBJETIVOS

Conocer los principios de operacin de las turbinas Kaplan.

Determinar las curvas de funcionamiento de la turbina Kaplan para diferentes caudales.

II. MARCO TERICO:TURBINAS KAPLANLas turbinas tipo Kaplan fueron diseadas por el Dr. tcnico Vctor Kaplan (1876-1934) en el principio del siglo 20. A diferencia de los otros tipos de turbinas se puede ajustar ambas alabas (los del rotor y los alabas de gua) para adaptar la turbina a diferentes niveles del caudal. Los ejes son de orientacin horizontal vertical. Se usa este tipo de turbina en plantas de presin baja y mediana. Utilizacin para: altura de cada 7-60 Metros caudal 0,7-1.000 m/s potencia 50-180.000 Kw.FIGURA 1: Turbina Kaplan

La Turbina Kaplan es una turbina de hlice con labes ajustables, de forma que la incidencia del agua en el borde de ataque del labe pueda producirse en las condiciones de mxima accin, cualesquiera que sean los requisitos de caudal o de carga. Esta turbina debe su nombre al ingeniero Vctor Kaplan (1876-1934) quien concibi la idea corregir el paso de los labes automticamente con las variaciones de la potencia.PARTES DE UNA TURBINA KAPLAN.Los rganos principales de una turbina Kaplan son: La cmara de alimentacin o caracol, el distribuidor, el rodete mvil y el tubo de desfogue, ya que es tambin turbina de reaccin. La cmara de alimentacin suele ser de concreto en muchos casos, debido a la gran capacidad de gasto que admite la turbina Kaplan. La seccin toroidal puede ser circular o rectangular. El rotor de la turbina de forma de hlice, est constituido por un robusto cubo, cuyo dimetro es el orden del 40% al 50% del dimetro total al extremo de los labes, en el cual van empotrados los labes encargados de efectuar la transferencia de energa del agua al eje de la unidad. Cmara espiral. Metlica o de hormign, de secciones apropiadas. Distribuidor. Tubo de aspiracin. Eje. Equipo de sellado del eje de turbina. Cojinete gua de turbina. Cojinete de empuje. Protecciones caractersticas de turbinas Kaplan. Posicin incorrecta palas rodete. Bloqueo de disponibilidad. Disparo. Bajo nivel aceite deposito actuador palas distribuidor. Bloqueo de disponibilidad. Alarma o disparo (depende de instalaciones) Bajo nivel aceite depsito actuador palas rodete. Bloqueo de disponibilidad. Alarma o disparo (depende de instalaciones). Falta conjugacin actuacin palas distribuidor y rodete. Bloqueo de disponibilidad. Disparo.

III. MATERIALES:1. TURBINA KAPLAN FME 29 (EDIBON)

2. FME 00 BANCO HIDRULICO

3. TACMETRO DIGITAL

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:1. Sacamos el equipo y los materiales necesarios para el laboratorio.2. Colocamos la turbina a la salida de la bomba del banco hidrulico.3. Situamos el tacmetro ptico en la parte superior de la turbina.4. Encendemos las mquinas.5. Ajustamos la vlvula de control.6. Anotamos los datos de RPM, velocidad de flujo y la presin de entrada.7. Tomamos las diferentes mediciones de tiempo y fuerza.8. Cada toma de datos la realizaremos cada bar de presin empezando desde los 1.2 hasta los 4.2 bares medidos en la entrada de la turbina.

V. DATOS TOMADOS DURANTE EL LABORATORIO:NP entradaPHMTVT(TIEMPO)Qm3/sgW1W2RPM

11.23518.42024.4719.3800.5584

22.22320.4203821.1910.6738.8

33.21524.5205024.041.50.81114

44.2530.6206726.321.41338

VI. FORMULAS:Radio de la polea del freno: 30x10-3mFuerza total=W2-W1W=2(rev/min)/60Pm=Tw (Watts)Pw=gHQ (Watts)

VII. RESULTADOS

NF totalT parWPmecanicaPwn

1-0.5-0.01561.150.923.552.4

20.50.01577.361.164.254.7

30.70.021116.652.455.884.8

40.60.018140.112.527.963.9

Del grafico podemos observar la relacin directamente proporcional que existe entre la altura o carga neta y el caudal.

La mayor eficiencia en esta turbina se da cuando el caudal sea de 24.04m3/seg

La potencia mecnica varia conforme se incrementa el caudal, en una relacin directa.

VIII. ANEXOSDATOS TCNICOS DE LAS MAQUINAS PROPORCIONADAS POR EL FABRICANTE EDIBONTURBINA KAPLAN FME 29 (EDIBON)ESPECIFICACIONES: Modelo funcional de la turbina Kaplan. Rango de velocidad: 0-1000 r.p.m. Potencia: 10 W. Nmero de palas de la turbina: 4. Dimetro de la turbina: 52 mm. Nmero de paletas de gua ajustables del distribuidor: 8. Rango del manmetro: 0-200 mm. de agua. Sistema de frenado conectado a 2 dinammetros: gama de dinammetros: 0-10 N. Alimentacin de la cmara. Proyecto de tubo. Acoplamiento fcil y rpido del sistema integrado. Estructura de aluminio anodizado. Tacmetro.

DIMENSIONES Y PESO: Dimensiones: 500x350 x 600 mm. aprox. Peso: 20 Kg. aprox.

DESCRIPCIN:

Esta unidad consiste en una miniatura de la turbina Kaplan. La entrada de agua flujo es controlado por una vlvula situada en el banco hidrulico (FME00) o del sistema bsico de alimentacin hidrulica (FME00 / B).Est provisto de un distribuidor con paletas de gua ajustables que permite controlar el flujo de agua en la turbina. Se ha frenado un sistema, conectado a dos dinammetros, que permite variar el cargar suministrado a la turbina. La cmara de alimentacin o en espiral es provisto de una cubierta de amortiguamiento y dos tubos para evitar que el aguase desborde; su nombre indica que es en forma de espiral y por esta razn por la que se conoce como cmara de caracol. Gracias a su diseo, los el agua fluye a una velocidad constante sin formar remolinos, de esta manera, no hay prdidas de carga.Tambin se proporcionan con un tubo de aspiracin, que consiste en una conduccinque se une a la turbina con el canal de salida, y su objetivo es recuperarse en la energa cintica mxima del nivel del agua cuando se sale de la turbina. La presin de entrada de la turbina es midi con un manmetro de U situado en la entrada de la turbina. La velocidad de la turbina de eje est determinada por un tacmetro.

PRACTICAS POSIBLES: Determinacin de las caractersticas operativas de Kaplan Turbina a diferentes velocidades. Flujo de clculo. Determinacin de las curvas de funcionamiento mecnico. Determinacin de las curvas de funcionamiento hidrulico. Anlisis adimensional.

FME 00 BANCO HIDRULICO

A- ESPECIFICACIONES ESTRUCTURALES: Estructura inoxidable. Tornillos, tuercas, chapas y otros elementos metlicos de acero inoxidable. Diagrama en panel frontal con similar distribucin que los elementos en el equipo real. Conexiones rpidas para adaptacin a la fuente hidrulica de alimentacin.B- DATOS TCNICOS: Banco hidrulico mvil, construido en polister reforzado con fibra de vidrio y montado sobre ruedas para moverlo con facilidad. Bomba centrfuga 0,37 KW, 30-80 litros/min, a 20,1-12,8m, monofsica 220V./50Hz 110V./60Hz. Rodete de acero inoxidable. Capacidad del depsito sumidero: 165 litros. Canal pequeo: 8 litros. Medida de flujo: depsito volumtrico calibrado de 0-7 litros para caudales bajos y de 0-40 litros para caudales altos. Vlvula de control para regular el caudal. Probeta cilndrica y graduada para las mediciones de caudales muy bajos. Canal abierto, cuya parte superior tiene un pequeo escaln y cuya finalidad es la de soportar, durante los ensayos, los diferentes mdulos. Vlvula de cierre, en la base de tanque volumtrico, para el vaciado de ste. Rapidez y facilidad para intercambiar los distintos mdulos. Dimensiones: 1130 x 730 x 1000 mm. aprox. Peso: 70 Kg. aprox.

TACMETRO DIGITAL

Medicin a distancia este tacmetro digital ofrece una lectura rpida y precisa de las rpm y de velocidad en superficie a travs de la rotacin de objetos, sin necesidad de contacto. Tacmetro digital (dto6234). Tacmetro digital mod.dto6234.para ver las caractersticas clica sobre la imagen.

Caractersticas: Mediciones de rpm seguras y precisas. Display lcd de 5 dgitos visualiza las rpm exactas: de 2.5 a 99999rpm. Se almacenan automticamente los ltimos valores y los valores mnimas y mximas. Maletn de transporte incluido.

Especificaciones: Resolucin: 0.05%. Precisin De 2.5 a 999.99rpm: 0.1rpm.ms de 1000rpm: 1rpm. Alimentacin: 1 x pila de 9v (incl.).

IX. BIBLIOGRAFA

-http://miutj.files.wordpress.com/2009/02/turbinas-hidraulicas_cap_4_turbinas-kaplan.ppt-http://www.edibon.com/-http://www.docentes.utonet.edu.bo/alvargaso/wp-content/uploads/Aprovechamientos_Hidraulicos- Claudio Mataix - Mecnica de fluidos y maquinas hidrulicas.

LABORATORIO DE TURBINAS KAPLAN15