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Una turbina hidráulica o rueda hidráulica es una máquina hidráulica importante en una central hidroeléctrica que convierte la energía hidráulica en energía mecánica. Existen diferentes tipos de turbinas como turbinas Pelton, turbinas Kaplan, turbinas Francis, turbinas de válvula, etc. Este artículo analiza brevemente los diversos factores que influyen en la selección de la turbina.
Tabla de contenido
Factores que afectan la selección de turbinas hidráulicas
A continuación se muestran los factores que influyen en la elección de la turbina de agua.
- Cabeza
- velocidad especifica
- Velocidad rotacional
- eficiencia de la turbina
- cavitación
- Disposición del eje de la turbina.
- Conducción en carretera parcial
1. cabeza
La turbina que elija debe determinarse en función de la cabeza, y diferentes turbinas son adecuadas para diferentes rangos de cabeza. Los cabezales se dividen en 5 tipos y las turbinas adecuadas para ellos se muestran en la siguiente tabla.
| Cabeza | Cabeza (metro) | turbina adecuada | Nota |
cabeza muy baja | 3-10 | turbina de válvula | Las turbinas Kaplan también son adecuadas, pero no económicas para alturas muy bajas |
cabeza baja | 10-60 | turbina kaplan | Las turbinas de hélice también son adecuadas para caídas de hasta 15 m, pero no deben tener fluctuaciones de carga. |
cabeza mediana | 60 – 150 | turbina francis | – |
cabeza alta | 150 – 350 | Turbina Pelton o Francis | Uno de ellos se determina en función de una cierta velocidad. |
muy inteligente | >350 | turbina pelton | – |
2. Velocidad específica
La velocidad específica es más alta para las turbinas que operan a cabeza alta y flujo bajo. De manera similar, una turbina que opera con un cabezal bajo y un flujo alto tendrá una velocidad específica baja. Si la velocidad específica de la turbina seleccionada no está dentro del rango requerido, se reducirá la velocidad de rotación de la turbina y se reducirá la capacidad de la planta. Sin embargo, las turbinas de velocidad media como la turbina Francis pueden producir altas velocidades de rotación.
| tipo de turbina | rango de velocidad específico |
turbina pelton | 10-70 |
turbina francis | 80 – 400 |
turbina Kaplan | 300 – 1000 |
turbina de válvula | 1000 – 1200 |
3. Velocidad de rotación
La velocidad de rotación de la turbina depende de la velocidad específica de la turbina, la frecuencia y el número de pares de polos en el generador. Por lo tanto, la velocidad específica de la turbina seleccionada es
4. Eficiencia de la turbina
La eficiencia de la turbina seleccionada debe ser lo más alta posible y se tienen en cuenta las diversas condiciones de funcionamiento de la turbina. Las diversas turbinas en orden descendente de eficiencia general son:
Eficiencia de la turbina = Turbina Francis > Turbina Kaplan > Turbina Pelton
5. Cavitación
La cavitación ocurre principalmente en turbinas de reacción. Entonces, al elegir una turbina, debemos determinar el coeficiente de cavitación de esa turbina en particular para ver si está en la zona segura. El coeficiente de cavitación depende de la velocidad específica de la turbina. Esto es especialmente importante para las turbinas Kaplan, de hélice y de válvula.
6. Disposición del eje de la turbina
La experiencia sugiere que para turbinas de gran impulso, como las turbinas Pelton, la disposición del eje horizontal es óptima.
7. Funcionamiento con carga parcial
En general, la eficiencia de la turbina se maximiza cuando opera en sus condiciones de carga diseñadas. Las condiciones de carga parcial o sobrecarga dan como resultado una eficiencia reducida y no son económicas. En ese caso, recomendamos las turbinas de Delia o Kaplan.
