InformeBakin_4

7/24/2019 InformeBakin_4

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRS TURBINA BANKIFACULTAD DE INGENIERA LAB. MAQUINAS

HIDRAULICAS LMEC-452

TURBINA BANKI

1. OBJETIVOS- Determinar el rendimiento de la turbina.

- Estudiar las caractersticas y funcionamiento de un equipo de eneraci!n "idroel#ctrica conturbina Ban$i

- En base a los datos e%perimentales obtenidos& bosque'ar r(ficas del equipo de eneraci!n

"idroel#ctrica para una altura neta )n y *elocidad de rotaci!n contante siendo *ariable el caudal- Obtener la cur*a de rendimiento lobal de la turbina + enerador- Estudiar la reulaci!n de *elocidad del rupo por control de cara electr!nico.- E*aluar el desempe,o del equipo de eneraci!n "idroel#ctrica cuando se tiene una demanda

creciente de potencia.

-. /0D2E0TO TEO3I4O comien5os del silo 66 el ineniero inl#s .7.2. 2itc"ell descubri! el principio de

funcionamiento de la turbina de impulso radial y parcial& que a diferencia de los restantes tipos de

turbinas se adaptaba perfectamente a caudales *ariables.

ruto de la in*estiaci!n y el desarrollo se "an ido incorporando ciertas me'oras t#cnicas y se

"an aplicado numerosas ideas constructi*as& de manera que este tipo de turbinas apenas tiene

competencia en el campo de los peque,os y medianos caudales.

El campo de aplicaci!n depende de la fuente y los fabricantes. 8or e'emplo9

8ara un caudal de -: a ;::: l

8ara un caudal de 1: a ?::: l

4on ello se puede llear "asta equipos de 1 2A.

Su r#imen de re*oluciones *iene a situarse entre las ?: y -::: r.p.m.& en funci!n de la cada y

modelo de turbina concreto& se encuentra entre las turbinas de r#imen lentoEs una turbina muy buena para caudales y cadas medias. ni*el de micro central no suele

superar los : m por las dimensiones tan reducidas que resultan en el rodete.

continuaci!n se describe un modelo fabricado por Ossberer Turbinenfabri$& una empresa

alemana con ?: a,os de e%periencia en la fabricaci!n e inno*aci!n de este tipo de turbinas.

Incluye muc"os elementos optimi5ados& de manera que si no se procede a la adquisici!n de un

equipo comercial& la fabricaci!n propia podra adaptar los estrictamente necesarios.


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Descripcin de la turbina.

El aua "ace su entrada por el

adaptador =C>. @a pala directri5

m!*il =->& tambi#n llamada

distribuidor& reula la cantidad de fluido

que penetra en el interior sen

ire sobre su e'e& "abilitando una

entrada mayor o menor. dem(s

se encara de direccionar el flu'o para

que la interacci!n del fluido con e

rodete sea !ptima. El aua incidesobre el rodete =>& sobre los primeros

(labes que encuentra en su camino&

transmitiendo un par al con'unto&

propiciando as el iro del rodete.

Estos (labes funcionan casi

completamente sumeridos =incluso

con un cierto rado de reacci!n>.

Se fabrican de acero perfilado estirado

en fro y solamente tienen una cur*atura

lineal =no est(n torsionados>.

/na *e5 atra*esados estos (labes& el fluido e*oluciona en el interior& cambiando de sentido& y

reincide sobre los (labes inferiores& ayudando a la transmisi!n de momento. Ese cambio de

direcci!n no resulta f(cil y da luar a una serie de c"oques que son la causa de su ba'o

rendimiento nominal.

El rodete consta de dos o m(s discos paralelos& entre los que se montan& cerca del borde& unas

laminas cur*adas que "acen el papel de alabes& por lo que su construcci!n artesanal es factible&

aunque naturalmente una turbina rural nunca alcan5ar( los rendimientos de las unidades

construidas con los medios t#cnicos apropiados.


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. DES43I84IO0 DE@ E/I8O E28@EDO

Se utili5o para la pr(ctica lo siuiente9

Bomba de aua.

Turbina Ban$i.

7enerador de corriente alterna.

Tuberas de presi!n.

4ara 3esisti*a =focos>.

4alentador el#ctrico.

4ontrolador electr!nico de cara

mpermetro de c.a. Voltmetro de c.a.


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El equipo empleado para la reali5aci!n de este ensayo puede ser di*ido en las siuientes partes9

/na parte que es el equipo motor + bomba& el cual esta encarado de simular el caudal y altura

que se debe entrear a la turbina Ban$i& otra parte que es esencialmente la turbina ban$i y todosu sistema de reulaci!n =poleas& reulador de *elocidad>& y finalmente la parte de consumo que

consista en unas resistencias y l(mparas incandescentes.

dem(s de este equipo se tubo tambi#n para la reali5aci!n de las mediciones un man!metro& en

el sistema de tuberas& un *oltmetro y un ampermetro& adem(s el *ertedero rectanular para la

medici!n del caudal& esta ultima parte son las mismas empleadas en el laboratorio 1. que fue

bombas

F. 83O4EDI2IE0TO

4.1.- Equipos e instrumentos utilizados:

/n motor trif(sico

/na bomba centrfua

/na turbina Ban$i

/n controlador de cara

/n man!metro

/n fle%o metro

/n ampermetro

/n *oltmetro

/n *ertedero rectanular

4.2.- Datos clculos y resultados.

@os datos obtenidos en laboratorio son9

8to. => GcmH V GVH I GH

F.; -11. 1.FF

F;.F --1. .F


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?:.; --:.? C.

?-.? -1F 1:.F

b (c! 5"

#$ %c& '2.5

#2 %c& 4'.$

H

%)*+c2&

4

R,M $5

...04001,4042

acmcm

kgH =

donde9

K "-+ "1K 1:.; =cm> K :.1:L=m>

8ara " :h=h3h2

8ara u

23

0011.01

0011.00813.06035.0

+

++=

hw

h

8ara el caudal9

1000)2(32 23

= hbgQ

8ara la 8"idraulica

[ ]kW102

Qneta

HPhid =


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8ara la 8electrica

cos**IVPElectr ica =

c/ c01$

,3 3/677/8

%100=h

Electr icaT

PP

8or lo que concierne a los dem(s datos el tratamiento es el mismo por eso reali5are la

siuiente tabla9

#'%c&

#1#'-#2%& 9 Q%+0&

,#76%:;& V %V& I %A&

,c%:;&

R/677/8

4


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$ $5 2 25 ' '5 4.

5.

$.

$5.

Grafca Phid=(Q)

Q[l/s]

Phid[kW]

$ $5 2 25 ' '5 4.

.5

$.

$.5

2.

2.5

Grfca Pele=(Q)

Q[l/s]

Pele[kW]

?. I0TE383ET4IO0 DE 3ES/@TDOS

El rendimiento obtenido por el equipo fue ba'o lleando como m(%imo 1C.-;M Esto es

en que parte e%plicable por el "ec"o de "aber enerado solo 1C.-;M de la potencia el#ctrica

que es posible enerar con el equipo.

En el r(fico de potencia el#ctrica *s. 4audal se obser*a la tendencia de crecimiento

proporcional en ambos par(metros& en este crecimiento& el lmite lo pone el enerador que tiene

una capacidad de enerar una potencia de 1: $V. En nuestra prueba solo lleamos a enerar

.?- $V.


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Se obser*a que al incrementar la potencia "idr(ulica& tambi#n se incrementa la

potencia el#ctrica enerada.

L. 4O04@/SIO0ES N 3E4O2E0D4IO0ES

Despu#s de reali5ar el e%perimento en el laboratorio y finali5ar el presente informe&

podemos decir que se "an cumplido los ob'eti*os tra5ados. )emos estudiado las caractersticas

y funcionamiento de un equipo de eneraci!n "idroel#ctrica con turbina Ban$i.

Obtu*imos la cur*a de rendimiento lobal de la turbina enerador. Estudiamos la

reulaci!n de *elocidad del rupo por control de cara electr!nico.

0o de'a de ser interesante el "ec"o de que e%istan turbinas como la turbina Ban$i que

ofrece facilidades para ser fabricadas en nuestro medio& por el "ec"o de no requerir traba'o de

fundici!n& es decir fabricar un rodete de turbina Ban$i m(s sus accesorios en una maestran5a

equipada.

7. CUESTIONARIO

7.1.- Al actuar abriendo la vlvula reuladora de caudal de la turbina! aumente el caudal de entrada

entonces! la turbina:

a> unciona a mayor altura de cada ) y la eficiencia ba'a.b> unciona a potencia mayor eficiencia ba'a.c> umenta la *elocidad del aua a la entrada de la turbina y la eficiencia sube.d" #inuno de los anteriores.

Se elii! la opci!n de d"ninuno de los anterioresdebido a

que a medida que aumenta el caudal la potencia y la eficiencia sube

Entonces la turbina funcionaria a mayor potencia y la eficiencia sube.

Esto se puede veri$icar con la r$ica..


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7.2. Entre la turbina %an&i y el enerador del laboratorio 'para qu( altura ) es posible elacoplamiento directo 1:1*

a> ?m. b" +,m c>:m. d> 1::m.

8orque si

2gH0,!"a#60

%n&"t ==

sumimos n K 1?:: GrpmH que se da en el acoplamiento 1919

De la ecuaci!n planteada en la primera preunta podemos obtener la altura para un acople

directo9

( )

( )

mH

H

g

DnH

rpmn

46.53

)81,(2

1

!,060

20,015001416,32

2

1

!,060

2

1500

2

2

11

1

=

=

=

=

4on el resultado obtenido optamos por eleir el inciso b> para la respuesta que este es el *alor

mas cercano al *alor obtenido en los c(lculos reali5ados.

7.. El equipo electrnico utilizado en la e/periencia:

a> 3eula el caudal de entrada a la turbina y por tanto la potencia.

b> Es un equipo de seuridad para e*itar sub *elocidades y sobre *olta'e

c) Oblia al rup! turbina " enerad!r a traba#ar a R$% c!nstantes.

d> Es el equipo que suministra la e%citaci!n al campo.


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Este equipo electr!nico tiene la funci!n de mantener la cara constante y reular la frecuencia

a ?: )5 y tensi!n constantes& para lo cual tiene que mantener al motor con unas 382

constantes que en este caso es de 1?::382.

7.4. El reulador automtico de volta0e A3en inl(s" de los eneradores:

a> Es el dispositi*o electr!nico que reula *olta'e salida del enerador y por tanto las 382b> Es el obernador de *elocidad del rupo turbina enerador.c> Es el que "ace que sala del enerador *olta'e contante& aunque las 382 ba'en o suban "asta un

?M.d" #inuno de los anteriores.

Se elii! la opci!n debido a que la funci!n b(sica de un reulador autom(tico de tensi!n =V3> es lade alimentar al circuito de e%citaci!n de tal manera de mantener constante la tensi!n de salida del

enerador dentro de ciertos ranos de frecuencia y cara.


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