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1 INTRODUCCIÓN El Perú es un país con mucha necesidad de energía eléctrica sobre todo en los pueblos aislados, debido a ello el atraso cultural de sus pobladores es muy marcado. Esto es una de las causas por las cuales existe mucha diferencia social, económica y por ende cultural. La energía eléctrica es una necesidad básica que todo ciudadano merece ser satisfecho. La falta de este servicio trae como consecuencia que no se cuente con mejores condiciones de vida, sin los adelantos y la tecnología de este mundo globalizado. Una persona que ha pasado gran parte de su vida sin haber gozado de este elemental servicio, se encontrará en desventaja con la gente de las ciudades obteniendo por ello puestos de trabajo de menor rango.

RIO GALLEGA

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Proyecto de diseño de mini y micro centrales hidroelectricas

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INTRODUCCIÓN

El Perú es un país con mucha necesidad de energía eléctrica sobre todo en los pueblos aislados, debido

a ello el atraso cultural de sus pobladores es muy marcado. Esto es una de las causas por las cuales

existe mucha diferencia social, económica y por ende cultural. La energía eléctrica es una necesidad

básica que todo ciudadano merece ser satisfecho. La falta de este servicio trae como consecuencia

que no se cuente con mejores condiciones de vida, sin los adelantos y la tecnología de este mundo

globalizado.

Una persona que ha pasado gran parte de su vida sin haber gozado de este elemental servicio, se

encontrará en desventaja con la gente de las ciudades obteniendo por ello puestos de trabajo de menor

rango.

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2

RESUMEN

El objetivo del presente proyecto es dotar del recurso hidroenergético a los centros poblados de Piedra

del toro, La Unión y San Luis. Dichos centros poblados pertenecen a la provincia de Morropón.

Para lo cual se utilizaran las aguas del rio la Gallega a través de una captación de agua tipo fluyente

ubicado aguas arriba del puente la Gallega.

Para comenzar con este diseño se hizo el estudio económico de la población, para poder determinar

la potencia que se producirá, después se hizo las mediciones correspondientes tanto de caudal, salto

neto, etc.

Finalmente se procedió al diseño de los componentes hidráulicos como el canal de conducción,

tubería de presión, desarenador.

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CAPÍTULO I

UBICACIÓN DEL PROYECTO

El embalse será ubicado en Santo Domingo, Santa Catalina de Mosa y Provincia de Morropón. Sus

coordenadas son: Latitud 5° 7'5.34"S y Longitud 79°53'43.66"O. Tal como se puede apreciar en las

figura adjuntas, obtenidas del Google Earth.

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Así mismo se presenta a través de la figura Nº 1.3 y 1.4 un esquema de los posibles componentes de

la mini central a diseñar.

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CAPÍTULO II

CÁLCULO DE LA DEMANDA DE LOS PUEBLOS A ELECTRIFICAR.

El análisis de la demanda es un aspecto importante para el diseño o estudio de un micro o mini central

hidroeléctrica. Sus resultados deben aportar el consumo actual de la población a la que se desea

suministrar energía, y con estos, proyectar la demanda durante un periodo de tiempo según necesidad.

Por tratarse de un análisis en zonas rurales aisladas, donde las poblaciones se encuentran alejadas de

los grandes servicios interconectados y muchas veces aun sin servicio eléctrico alguno, no es posible

aplicar los métodos tradicionales para la estimación de la demanda futura de un país como la

extrapolación de la demanda anterior o modelos econométricos en base a indicadores nacionales o

departamentales.

Cada región aislada tiene sus propias características de densidad, crecimiento poblacional,

infraestructura, servicios existentes, recursos naturales y potenciales de producción. Por lo tanto, cada

región aislada prevista para la electrificación necesita una evaluación particular de su potencial de

desarrollo y su futura demanda de energía eléctrica, tanto en gabinete como en campo.

Para nuestro trabajo para el cálculo de la demanda se va a utilizar el método desarrollado por Ramiro

Ortiz, en su libro, Pequeñas centrales hidroeléctricas (2001) (contemplado en el Syllabus del curso),

metodología más rigurosa, que requiere mayor información acerca de las actividades de la comunidad

o centro poblado. Entre estas se consideran:

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2.1 ACTIVIDADES EN EL HOGAR

Hora de acostarse.

Levantarse.

Preparar los alimentos, etc.

2.2 ACTIVIDADES INDUSTRIALES Y COMERCIALES

Agricultura.

Industria maderera.

Pesca.

Ganadería.

Minería

Bodegas.

Restaurantes.

Hoteles, otros.

2.3 SERVICIOS PÚBLICOS

Colegios.

Escuelas.

Salud.

Comunicaciones.

Agua y saneamiento.

Con la información recabada se obtiene una visión de las necesidades de la comunidad y

puede asignarse una demanda o potencia eléctrica a cada una de ellas, en lo que respecta

a cada uno de los sectores.

2.4 DEMANDA RESIDENCIAL

Se debe tomar una vivienda representativa y proyectarla hacia el total de las viviendas.

La información de la demanda residencial se dividirá en:

Iluminación.

Conservación y preparación de alimentos.

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9

Recreación y comodidades.

2.5 DEMANDA COMERCIAL E INDUSTRIAL

Se pueden prever casos individuales de acuerdo al tipo de industria y considerar, según

sea el caso, una muestra representativa de una industria mayoritaria, si fuera necesario.

Algunos datos de la demanda industrial se pueden ver en la tabla 5(especificada más

adelante).

2.6 SERVICIOS PÚBLICOS

La energía eléctrica aportará soluciones en materia de:

Salud.

Educación

Comunicaciones.

Alumbrado público.

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CAPÍTULO III

DEMANDA POTENCIAL.

Una vez que se ha identificado la demanda actual, independiente o no de que haya servicio de energía

eléctrica, se requiere conocer el consumo durante el día representativo. Que proyectado refleje de la

comunidad en la semana, mes u otro periodo.

De la encuesta se obtiene información característica de la comunidad en sus hábitos de consumo,

distribuidos de acuerdo con el tipo de necesidad que ya se ha visto.

Entonces la demanda potencial será obtenida de las siguientes tablas:

RESIDENCIAL

Refrigerador 250W

Televisor 100W

Radiograbadora 40W

Equipo de sonido 100W

Licuadora 200W

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Ventilador 100W

Máquina de cocer 100W

Plancha 1000W-1500W

Radio, teléfono 100W

Cocina eléctrica (por hornilla) 1000W-1500W

AGROINDUSTRIA

Aserradero 30W-60W

Carpintería 3W-15W

Trapiches 10W-20W

Telares 2W-6W

Molino de granos 3W-20W

Beneficiarios de café 5W-30W

Molinos de cantera 6W-30W

Fábricas de hielo 6W-60W

Matadero o molino de pescado 5W-10W

Cuarto frío o cámara de

refrigeración

6W-60W

Bombeo 2W-100W

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El horario de uso (24 horas), está dividido en periodos según la actividad de la comunidad. Esta

división se obtiene de la información recogida en campo. En la tabla 3.3 se consideró la siguiente

distribución:

A continuación se procederá al cálculo de la demanda potencial para esto se realizó una encuesta para

determinar la población a servir.

Así mismo se procedió a la determinación de la demanda a partir de las siguientes tablas:

PERIÓDOS DE ACTIVIDAD

PERIÓDO ACTIVIDAD

0-5 Descanso

5-7 Desayuno

7-11 Actividad Industrial

11-13 Almuerzo

13-17 Actividad Industrial

17-19 Comida

19-21 Recreación

21-24 Descanso

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CAPÍTULO IV

EVALUACIÓN DE RECURSOS HIDROENERGÉTICOS.

Una vez efectuado el cálculo de la demanda de energía para los centros poblados en mención, el

siguiente paso es realizar la evaluación del potencial de generación de energía en la zona, es decir la

oferta.

Esto es importante a fin de definir la viabilidad del proyecto y los próximos pasos a seguir

(Elaboración de estudios, gestión de financiamiento, ejecución, etc.).

Es evidente que al escoger el lugar de evaluación de los recursos, la ubicación de la futura casa de

máquinas debe encontrarse lo más cerca posible al lugar de la carga a servir (poblado, servicios

varios).

La capacidad de generación de energía mediante el empleo de agua está determinada por la altura o

caída (energía potencial) que se pueda obtener y del caudal disponible.

La altura depende a la topografía del terreno y el caudal de las características del rio o arroyo que se

va a utilizar.

A continuación se describen métodos prácticos para la evaluación de la altura y del caudal. La

utilización de cualquiera de estos dependerá de los materiales y equipos que se pueda llevar o

encontrar en el lugar de evaluación, nivel de estudio (perfil, pre factibilidad, factibilidad), así como

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el tamaño del proyecto (pico, micro o mini central hidráulica), también en algunos casos se tomara

en cuenta el esquema de financiamiento del proyecto.

Para el presente proyecto contamos con los siguientes componentes de estructuras hidráulicas:

Barraje de derivación.

Toma de ingreso.

Compuerta de regulación.

Aliviaderos.

Canales de derivación.

Desarenador.

Canal.

Cámara de carga.

Tubería de presión.

Anclajes.

A continuación se presenta una figura de la posible ubicación de los componentes.

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4.1 MEDICIÓN DEL SALTO HIDRAÚLICO

Como se puede apreciar que la diferencia de niveles desde la cámara de Cargas hasta

la posible ubicación de las turbinas es de 35 metros aproximadamente.

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A continuación se presenta un cuadro con los diferentes métodos para medir el salto

hidráulico:

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4.2 MEDICIÓN DEL CAUDAL

Para la medición del caudal existen varios métodos que a continuación se nombraran.

Pero para nuestro caso contamos con mediciones de una estación de aforo.

De caudales promedios mensuales de 4 años que se muestran a continuación:

En conclusión tenemos que al 75 % del tiempo se producen caudales menores o iguales

que 2.2 m3/seg.

Si tenemos una demanda de una potencia neta de 210 kW y un salto neto de 35 m.

Entonces necesitamos un caudal de 1.2 m3/seg. Menor a la disponibilidad del recurso

hídrico existente.

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CAPÍTULO V

OBRAS CIVILES

Se puede diferenciar muchos tipos de modelos hidráulicos de Mini Centrales en nuestro estudio

tenemos un sistema de mediana altura es decir de 35 metros de altura para lo cual tendremos es

siguiente esquema:

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Componentes hidráulicos:

Barraje de derivación.

Toma de ingreso.

Compuerta de regulación.

Aliviaderos.

Canales de derivación.

Desarenador.

Canal.

Cámara de carga.

Tubería de presión.

Anclajes.

Ver detalles adicionales:

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5.1 DISEÑO DEL CANAL DE CONDUCCIÓN.

Tomaremos como referencia el Manual de Mini y Micro Centrales (contemplado en el Syllabus) para

realizar el diseño.

Además se realizara un canal de forma trapezoidal.

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DATOS PARA EL DISEÑO DEL CANAL DE CONDUCCIÓN:

Caudal (Q): 1.2 m3/s

Longitud total del canal: 355 m.

Longitud revestida con concreto: 250 m.

Longitud sin revestimiento: 105 m.

Talud (Z) para la sección revestida (concreto): 0.58.

Talud (Z) para la sección no revestida (arena y greda): 2.

Rugosidad (n) para la sección revestida (concreto): 0.01.

Rugosidad (n) para la sección no revestida (arena y greda): 0.02.

Velocidad (v) para la sección revestida: 2 m/s.

Velocidad (v) para la sección no revestida: 0.5 m/s.

DISEÑO DE LA SECCIÓN REVESTIDA:

PASO VALOR NUMÉRICO

Área de la Sección

Transversal(A):

A=Q/V

A= 1.2/2

A= 0.6 m2

Hallamos la altura (H):

𝑯 = √𝐀

𝟐 ∗ √𝟏 + 𝐙𝟐 − 𝐙

𝐇 = √𝟎. 𝟔

𝟐 ∗ √𝟏 + (𝟎. 𝟓𝟖)𝟐 − 𝟎. 𝟓𝟖

𝐇 = 𝟎. 𝟓𝟖𝟖𝟓 𝐦.

Hallamos el ancho de la plantilla

del canal (B):

𝑩 = 𝑯 ∗ (𝟐 ∗ √𝟏 + 𝒁𝟐 − 𝟐 ∗ 𝒁)

𝐁 = 𝟎. 𝟔𝟕𝟕𝟗 ∗ (𝟐 ∗ √𝟏 + 𝟎. 𝟓𝟖𝟐 − 𝟐

∗ 𝟎. 𝟓𝟖)

𝐁 = 𝟎. 𝟔𝟕𝟕𝟗 𝐦.

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DISEÑO DE LA SECCIÓN NO REVESTIDA:

Hallamos el ancho de la lámina

de agua (W):

𝑾 = 𝑩 + 𝟐 ∗ 𝑯 ∗ 𝒁

𝐖 = 𝟎. 𝟔𝟕𝟕𝟗 + 𝟐 ∗ 𝟎. 𝟓𝟖𝟖𝟓 ∗ 𝟎. 𝟓𝟖

𝐖 = 𝟏. 𝟑𝟔𝟎𝟓𝟔 𝐦.

Hallamos el perímetro mojado

(P):

𝑷 = 𝑩 + 𝟐 ∗ 𝑯 ∗ √𝟏 + 𝒁𝟐

𝐏 = 𝟎. 𝟔𝟕𝟕𝟗 + 𝟐 ∗ 𝟎. 𝟓𝟖𝟖𝟓

∗ √𝟏 + 𝟎. 𝟓𝟖𝟐

𝐏 = 𝟎. 𝟗𝟐𝟐𝟑 𝐦.

Hallamos el radio hidráulico

(R):

𝑹 = 𝑨

𝑷

𝐑 = 𝟎. 𝟔

𝟎. 𝟗𝟐𝟐𝟑

𝐑 = 𝟎. 𝟔𝟓𝟎𝟓 𝐦.

Hallamos la pendiente (S):

𝑺 = (𝒏 ∗ 𝒗

𝑹𝟐 𝟑⁄)𝟐

𝐒 = (𝟎. 𝟎𝟏 ∗ 𝟐

(𝟎. 𝟔𝟓𝟎𝟓)𝟐 𝟑⁄)𝟐

𝐒 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟕𝟎𝟗𝟔

Hallamos la pérdida en caída:

𝑯𝑳 = 𝑳 ∗ 𝑺

𝐇𝐋 = 𝟐𝟓𝟎 ∗ 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟕𝟎𝟗𝟔

𝐇𝐋 = 𝟎. 𝟏𝟕𝟕𝟒 𝐦.

PASO VALOR NUMÉRICO

Área de la Sección

Transversal(A): A=Q/V

A= 1.2/0.5

A= 2.4 m2

Hallamos la altura (H):

𝑯 = √𝐀

𝟐 ∗ √𝟏 + 𝐙𝟐 − 𝐙

𝐇 = √𝟐. 𝟒

𝟐 ∗ √𝟏 + (𝟐)𝟐 − 𝟐

𝐇 = 𝟎. 𝟗𝟖𝟓𝟑 𝒎.

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Determinamos el desnivel total en el canal de conducción:

Hallamos el ancho de la plantilla

del canal (B):

𝑩 = 𝑯 ∗ (𝟐 ∗ √𝟏 + 𝒁𝟐 − 𝟐 ∗ 𝒁)

𝑩 = 𝟎. 𝟗𝟖𝟓𝟑 ∗ (𝟐 ∗ √𝟏 + 𝟐𝟐 − 𝟐 ∗ 𝟐)

𝑩 = 𝟎. 𝟒𝟔𝟓𝟏 𝒎.

Hallamos el ancho de la lámina

de agua (W):

𝑾 = 𝑩 + 𝟐 ∗ 𝑯 ∗ 𝒁

𝑾 = 𝟎. 𝟒𝟔𝟓𝟏 + 𝟐 ∗ 𝟎. 𝟗𝟖𝟓𝟑 ∗ 𝟐

𝑾 = 𝟒. 𝟒𝟎𝟔𝟑 𝒎.

Hallamos el perímetro mojado

(P):

𝑷 = 𝑩 + 𝟐 ∗ 𝑯 ∗ √𝟏 + 𝒁𝟐

𝐏 = 𝟎. 𝟒𝟔𝟓𝟏 + 𝟐 ∗ 𝟎. 𝟗𝟖𝟓𝟑 ∗ √𝟏 + 𝟐𝟐

𝐏 = 𝟒. 𝟖𝟕𝟏𝟒 𝐦.

Hallamos el radio hidráulico

(R):

𝑹 = 𝑨

𝑷

𝐑 = 𝟐. 𝟒

𝟒. 𝟖𝟕𝟏𝟒

𝐑 = 𝟎. 𝟒𝟗𝟐𝟔 𝐦.

Hallamos la pendiente (S):

𝑺 = (𝒏 ∗ 𝒗

𝑹𝟐 𝟑⁄)𝟐

𝐒 = (𝟎. 𝟎𝟐 ∗ 𝟎. 𝟓

(𝟎. 𝟒𝟗𝟐𝟔)𝟐 𝟑⁄)𝟐

𝐒 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟐𝟓𝟕𝟎𝟒

Hallamos la pérdida en caída:

𝑯𝑳 = 𝑳 ∗ 𝑺

𝐇𝐋 = 𝟏𝟎𝟓 ∗ 𝟎. 𝟎𝟎𝟐𝟓𝟕𝟎𝟒

𝐇𝐋𝟏 = 𝟎. 𝟐𝟔𝟗𝟖 𝐦.

HLT= HL+HL1= 0.1174 m. + 0.2698 m. = 0.3872 m.

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5.2 DISEÑO DEL DESARENADOR.

DATOS PARA EL DISEÑO DEL DESARENADOR:

Caudal (Q): 1.2 m3/s

Factor de seguridad (f): 2.

Profundidad de decantación (dd): 0.5 m.

Tamaño de la partícula: 0.3 mm.

Velocidad del agua a la entrada del desarenador (VH): 0.3 m/s.

Velocidad del agua a la salida o de decantación (VD): 0.03 m/s

Densidad de la arena: 2600 kg/m3.

Frecuencia de vaciado: 7 días.

Flujo de transporte de sedimentos(S): 0.05 kg/m3.

Densidad de acumulación del sedimento (Ds): 50 %.

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PASO VALOR NUMÉRICO

Cálculo del ancho del

desarenador (W):

𝑾 = 𝑸

𝑽𝑯 ∗ 𝒅𝒅

𝑾 = 𝟏. 𝟐

𝟎. 𝟑 ∗ 𝟎. 𝟓

𝑾 = 𝟖 𝒎

Cálculo de la longitud del

desarenador (Ld):

𝑳𝒅 =𝑽𝑯 ∗ 𝒅𝒅 ∗ 𝒇

𝑽𝑫

𝑳𝒅 =𝟎. 𝟑 ∗ 𝟎. 𝟓 ∗ 𝟐

𝟎. 𝟎𝟑

𝑳𝒅 = 𝟏𝟎 𝒎

Cálculo de la capacidad del

tanque colector (C):

𝑪 = 𝑸 ∗ 𝑻 ∗ 𝑺

T: Tiempo de vaciado en

segundos.

𝑪 = 𝟏. 𝟐 ∗ 𝟑𝟔𝟎𝟎 ∗ 𝟐𝟒 ∗ 𝟕 ∗ 𝟎. 𝟎𝟓

𝑪 = 𝟑𝟔𝟐𝟖𝟖 𝒌𝒈

Cálculo del volumen del

Sedimento (Vs):

𝑽𝒔 =𝑪

𝒅𝒆𝒏𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒂𝒓𝒆𝒏𝒂

𝑽𝒔 =𝟑𝟔𝟐𝟖𝟖

𝟐𝟔𝟎𝟎

𝑽𝒔 = 𝟏𝟑. 𝟗𝟓𝟔𝟗 𝒎𝟑

Cálculo de la capacidad del

tanque colector(Ct):

𝑪𝒕 =𝑽𝒔

𝑫𝒔

𝐂𝐭 =𝟏𝟑. 𝟗𝟓𝟔𝟗

𝟓𝟎%

𝐂𝐭 = 𝟐𝟕. 𝟗𝟏𝟑𝟖 𝐦𝟑

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28

5.3 DISEÑO DE LA TUBERÍA DE PRESIÓN.

DATOS PARA EL DISEÑO DEL CANAL DE CONDUCCIÓN:

Caudal (Q): 1.2 m3/s

Factor de seguridad (f): 3.

Longitud total de la tubería (L): 300 m.

Perdidas por turbulencia en el inicio de la tubería: 0.5.

Perdidas por turbulencia en la válvula de compuerta: 0.1.

Diámetro nominal de la tubería PVC (catálogo de PAVCO) (d): 630 mm.

Salto bruto: 50 m.

Esfuerzo de rotura (S): 28 MN/m2.

Rugosidad (K): 0.003 mm.

Cálculo de la profundidad de la

cuba de recolección de

desarenador (dr):

𝒅𝒓 =𝑪𝒕

𝑾 ∗ 𝑳𝒅

𝐝𝐫 =𝟐𝟕. 𝟗𝟏𝟑𝟖

𝟖 ∗ 𝟏𝟎

𝐝𝐫 = 𝟎. 𝟑𝟒𝟖𝟗𝟐𝟐𝟓 𝐦.

PASO VALOR NUMÉRICO

Calculo del factor de fricción (f):

Procedemos a calcular el K/d

𝐊

𝐝=

𝟎. 𝟎𝟎𝟑

𝟔𝟑𝟎= 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟎𝟓

PROCEDEMOS A

CALCULAR EL:

𝟏. 𝟐𝟕 ∗𝑸

𝒅

𝟏. 𝟐𝟕 ∗𝐐

𝐝=

𝟏. 𝟐𝟕 ∗ 𝟏. 𝟐

𝟎. 𝟔𝟑= 𝟐. 𝟒𝟐

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Del diagramado de Moody

determinamos el factor de

fricción (f)

𝐟 = 𝟎. 𝟎𝟏𝟐

Cálculo de la altura de pérdidas

por fricción (hf):

𝒉𝒇 = 𝟎. 𝟎𝟖 ∗ 𝒇 ∗ 𝑳 ∗ 𝑸𝟐

𝒅𝟓

𝐡𝐟 = 𝟎. 𝟎𝟖 ∗ 𝟎. 𝟎𝟏𝟐 ∗ 𝟑𝟎𝟎 ∗ 𝟏. 𝟐𝟐

𝟎. 𝟔𝟑𝟓

𝐡𝐟 = 𝟒. 𝟏𝟕𝟖𝟖 𝐦.

Cálculo de la velocidad del agua

dentro de la tubería de presión

(V):

𝑽 =𝟒 ∗ 𝑸

𝝅 ∗ 𝒅𝟐

𝐕 =𝟒 ∗ 𝟏. 𝟐

𝛑 ∗ 𝟎. 𝟔𝟑𝟐

𝐕 = 𝟑. 𝟖𝟓 𝐦𝐬⁄

Cálculo de la altura de pérdidas

por turbulencia (ht):

𝒉𝒕 = 𝑽𝟐 ∗ (𝑲+. . +𝑲𝒏)

𝟐 ∗ 𝒈

𝒉𝒇 = 𝟑. 𝟖𝟓𝟐 ∗ (𝟎. 𝟏 + 𝟎. 𝟓)

𝟐 ∗ 𝟗. 𝟖𝟏

𝒉𝒇 = 𝟎. 𝟒𝟓 𝒎.

Determinamos la pérdida total

de altura (Ht):

𝑯𝒕 = 𝒉𝒕 + 𝒉𝒇

𝑯𝒕 = 𝟎. 𝟒𝟓 + 𝟒. 𝟏𝟕

𝑯𝒕 = 𝟒. 𝟔𝟐 𝒎.

Esta altura representa el 9.24 % del

salto bruto.

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5.4 SELECCIÓN DE LA TURBINA.

DATOS PARA EL DISEÑO DEL CANAL DE CONDUCCIÓN:

Altura Bruta (H): 35 m.

Caudal (Q): 1.2 m3/s

Velocidad de rotación de la turbina (N): 900 rpm.

PASO VALOR NUMÉRICO

Cálculo de la potencia al eje de la

turbina (P):

𝑷 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 ∗ 𝑸 ∗ 𝑯 ∗ 𝒏

𝟏𝟎𝟐

𝑷 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 ∗ 𝟏. 𝟐 ∗ 𝟑𝟓 ∗ 𝒏

𝟏𝟎𝟐

𝑷 = 411.7647 ∗ 𝑛

Cálculo del número específico de

revoluciones (Ns):

𝑵𝒔 =𝑵 ∗ √𝑷

𝑯𝟓

𝟒⁄

𝑁𝑠 =900 ∗ √𝑃

355

4⁄

𝑁𝑠 = 10.572 ∗ √𝑃

Número específico de

revoluciones para una turbina

Pelton de varios inyectores:

𝑵𝒔 =𝑵 ∗ √𝑷/𝒊

𝑯𝟓

𝟒⁄

i: número de inyectores de la

turbina.

𝑵𝒔 =900 ∗ √𝑷/𝒊

𝟑𝟓𝟓

𝟒⁄

𝑵𝒔 = 10.572 ∗ √𝑃/𝑖

Page 31: RIO GALLEGA

31

5.4.1 TURBINA FRANCIS

5.4.2 TURBINA MICHEL BANKI

Potencia de la

turbina

Número específico de la

turbina Para una eficiencia (n)

0.62 P = 255.294114 Kw Ns = 168.9186 rpm.

0.55 P = 226.470585 Kw Ns = 159.0973 rpm.

0.50 P = 205.88235 Kw Ns = 151.6934 rpm.

0.45 P = 185.294115 Kw Ns = 143.909 rpm.

Potencia de la

turbina

Número específico de la

turbina Para una eficiencia (n)

0.80 𝑃 = 329.41176 𝐾𝑤 𝑁𝑠 = 191.8786 𝑟𝑝𝑚.

0.75 𝑃 = 308.823525𝐾𝑤 𝑁𝑠 = 185.7857 𝑟𝑝𝑚.

0.60 𝑃 = 247.05882 𝐾𝑤 𝑁𝑠 = 166.1718 𝑟𝑝𝑚.

0.58 𝑃 = 238.823526𝐾𝑤 𝑁𝑠 = 163.3788 𝑟𝑝𝑚.

0.55 𝑃 = 226.470585𝐾𝑤 𝑁𝑠 = 159.0937𝑟𝑝𝑚.

0.50 𝑃 = 205.88235 𝐾𝑤 𝑁𝑠 = 151.6934 𝑟𝑝𝑚.

Page 32: RIO GALLEGA

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5.4.3 TURBINA PELTON

De acuerdo al análisis de los datos obtenidos a través del cálculo las soluciones más recomendables

para la turbina de la minicentral son: La turbina PELTON de 6 chorros con una eficiencia de 0.55, la

turbina MICHEL-BANKI con eficiencia de 0.5 y la turbina FRANCIS de flujo normal con una

eficiencia de 0.5. Debido a la altura bruta que son 35 m., se elige como mejor opción la turbina

MICHEL-BANKI con eficiencia de 0.5

Potencia

de la

turbina

Número específico de la turbina

Para

una

eficienci

a (n)

i=1 i=2 i=4 i=6

0.9 𝑷

= 370.58𝐾𝑤

𝑵𝒔

= 𝟐𝟎𝟑. 𝟓𝟏 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟏𝟒𝟑. 𝟗 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟏𝟎𝟏. 𝟕𝟓 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟖𝟑. 𝟎𝟖 𝒓𝒑𝒎.

0.8 𝑷

= 329.41𝐾𝑤

𝑵𝒔

= 𝟏𝟗𝟏. 𝟖𝟕𝟖𝟔 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟏𝟑𝟓. 𝟔𝟕 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟗𝟓. 𝟑𝟗 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟕𝟖. 𝟑𝟑𝟑 𝒓𝒑𝒎.

0.65 𝑷

= 𝟐𝟔𝟕. 𝟔𝟒𝐾𝑤

𝑵𝒔

= 𝟏𝟕𝟐. 𝟗𝟓 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟏𝟐𝟐. 𝟐𝟗 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟖𝟔. 𝟒𝟕 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟕𝟎. 𝟔𝟐 𝒓𝒑𝒎.

0.60 𝑷

= 247.05𝐾𝑤

𝑵𝒔

= 𝟏𝟔𝟔. 𝟏𝟔 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟏𝟏𝟕. 𝟒𝟗 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟖𝟑. 𝟎𝟖 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟔𝟕. 𝟖𝟑 𝒓𝒑𝒎.

0.55 𝑷

= 226.47𝐾𝑤

𝑵𝒔

= 𝟏𝟓𝟗. 𝟎𝟗 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟏𝟏𝟐. 𝟒𝟗 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟕𝟗. 𝟓𝟒 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟔𝟒. 𝟗𝟓 𝒓𝒑𝒎.

0.5 𝑷

= 205.88𝐾𝑤

𝑵𝒔

= 𝟏𝟓𝟏. 𝟔𝟗 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟏𝟎𝟕. 𝟐𝟔 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟕𝟓. 𝟖𝟒 𝒓𝒑𝒎.

𝑵𝒔

= 𝟔𝟏. 𝟗𝟐 𝒓𝒑𝒎.

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