Tunel Cavitacion Hidrodinamica

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    Ministerio de Marina N L DE EXPERIENCIAS HIORODINAMICAS, E l P~ (DO

    l nel de Cevitacin del Canal de Experiencias

    POR

    . LUIS DE M Z RREDO EUTELINGENIERO NAVAL

    ARTICULO PUBLICADOEN LA REVISTA~ ~ oo ,o .., ,

    J1954 - pginas 508.518

    ,:~-1 lelas .:

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    EL TUNEL DE VIT ION DEL N L DE EXPERIEN I S

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    l Tnel de avitacin del anal de xperienciasLUIS DE M Z RREDO EUTEL

    POR

    ING NI RO N V L

    En el Canal de Experiencias Hidrodinmicasde El Pardo termin recientemente el montajedel nuevo Tnel de Cavitacin; diferido por laconstruccin de un absorbedor de burbujas, quese pondr en servicio en breve plazo, para com-pletar la instalacin segn las normas ms mo-dernas. En la actualidad, el tnel SBha montadotal como se {:onstruy originalmente por laCasa Werkspoor, N. V., de Holanda, y con lamaquinaria elctrica que dicha Casa subcontra-t con la Sociedad Smit de Slikkerveer, en aquelmismo pas. Esta es la instalacin que se des-cribe en el presente artculo, completando conello el escrito por D. Manuel Lpez-Acevedo ypublicado en esta revista en el ao 1950, pgi-nas 501 a 511 y 544 a. 554, ya que en l se pro-meta esta descripcin.

    GENERALIDADES.Toda instalan de ensayos con modelosdebe estar constitu da por un sistema que per-mita reproducir unas condiciones semejantes alas que han de presentarse en la realidad, y porotra parte, de los aparatos y medios de obser-vacin adecuados para obtener los resultadostanto cualitativos como cuantitativos que sepersiguen en el ensayo.Si ste se efecta con un lquido en rgimen

    de cavitacin, la instalacin deber reproducirno slo el movimiento del flido alrededor delcuerpo que se ensaya, sino la relacin entre lasdiferencias de presin debidas al movimientorelativo del cuerpo y el flido y la depresinque es preciso provocar para que se produzcala evaporacin de dicho flido a la temperaturaa que se encuentra; para lo cual, las condicio-nes de semejanza debern comprender la igual-dad del parmetro de cavitacin:

    P eu= [1]qen el que P representa la presin esttica; e latensin del vapor correspondiente a la tempera-tura del lquido; y q la presin dinmica pVZ/2.La velocidad, de la que depende la presindinmica q debe escogerse lo ms alta que seaposible para que las fuerzas sean mayores ysean, por ello, relativamente menores los erro-res debidos a rozamientos y estimacin en lalectura de los aparatos; pero, sobre todo, paraque el nmero de Reynolds durante el ensayose aproxime al que determina las condicionesde flujo en la realidad y no se produzcan varia-ciones sensibles, por lo que se refiere a la in-fluencia de la viscosidad. Pero a pesar de ello ycomo es lgico, tanto las dimensiones linealescomo la velocidad son en general bastante ma-

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    yores en el cuerpo real que en el modelo. Dedonde resulta que al serlo q} tambin P - edebe ser menor durante el ensayo que en larealidad, y ste deber efectuarse en un espa-cio donde reine una presin menor que la at-mosfrica.La cavitacin se presentar cuando en algunode los puntos de la superficie del cuerpo se al-cance la presin correspondiente a la evapora-cin a la temperatura que reine en el lquido.Ahora bien, como el espacio que rodea el cuer-po est en principio en las mismas condicionesque ste, tambin puede producirse cavitacinen las paredes que lo limitan, las aletas-gua ycodos que haya que disponer, la bomba que loimpulsa, ete. Por lo cual debe limitarse dichoespacio al mnimo, aumentando la presin enel resto de la instalacin, para no tener en ella

    las mismas consecuencias que se pretenden evi-tar en los cuerpos objetos de los ensayos.Para ello conviene disponer el modelo en unaseccin relativamente pequea, entre una tobe-ra y un difusor; lo que tiene, adems, las ven-tajas adicionales de que como parte de la de-presin se consigue por el aumento de veloci-dad causado por el estrechamiento de la vena,el vaco que haya de producirse por medio deuna bomba ser menor y tambin ser menor lapotencia precisa para impulsar el agua, por sermenores las prdidas, al circular sta a una ve-

    locidad menor por el resto del circuito.Si no existiera limitacin en los ngulos deabertura de los difusores, se habriall llenadocon esta condicin todas las exigencias, pero elhecho de que esta limitacin exista y que lasdepresiones que se puedan producir en la bom-ba que impulsa el agua sean del mismo ordenque las que se estudian en la hlice, obliga aemplear otros medios para aumentar la dife-rencia de presin entre la bomba. y la hlice;por lo que, si se trata de un circuito cerrado-como es el caso del tnel de Cavitacin deEl Pardo--se dispone el anillo en un plano ver-tical, con la bomba en su parte ms baja yla hlice-modelo en la ms alta.Se obtiene con ello el esquema de la figura 1,que representa un corte del tnel de Cavitacinpor el plano central, y en el que se puede obser-var que el eje de la hlice-bomba que impulsael agua para que circule por el tnel est situa-do 7 metros por debajo del centro de la cmara4

    de observacin o eje de la hlice que se ensaya.Esta no se traslada en sentido de su eje lon-gitudinal, sino que gira siempre en el mismositio, provisto de ventanas para que se puedanobservar los fenmenos que en ella se producen,lo que, evidentemente, no cambiara los resulta-dos obtenidos, si el grado de avance V n es elmismo que en la hlice real. El tramo horizon-tal que sigue a la tobera es relativamente muylargo, habindose dispuesto asi para que pue-dan ensayarse cuerpos de distintas formas; ohlices en condiciones de estela no uniforme;pues, como se puede observar, el agua circulapor el tnel en el sentidD de las agujas de unreloj, y la parte de proa de la hlice est situa-da a la izquierda de la propia hlice, tal comoest representada en la figura.En la parte ms alta del tnel hay undomo en donde se encuentra la superficielibre del lquido y al que se conecta la bombade presin o vaco con la que se puede regularla presin del ensayo. Como una de las conse-cuencias de disminuir la presin en el tnel esfavorecer el desprendimiento del aire disueltoen el agua que contiene, se ha dispuesto inclina-da la rama ascendente, de modo que las burbu-jas formadas encuentren facilitado su caminohacia la aspiracin de la bomba de vaco y nosean arrastradas al espacio donde est la hlice.

    Las dimensiones y potencias de esta instala-cin son bastante considerables, pero aun asel dimetro mximo de hlice no debe pasar de0,40 metros y esto, no siempre sin inconvenien-tes, por la influencia que forzosamente han detener las paredes de la cmara de observacinsobre los resultados del ensayo y que se hacenparticularmente sensibles para ciertos regme-nes y tipos de hlices.

    DETALLES DE CONSTRUCCIN.El tnel propiamente dicho, es decir, el con-ducto anular por el que circula el agua, es deseccin cuadrada con las esquinas redondeadas,excepto en el lugar donde est situado el im-pulsor de la bomba, en el que la seccin escircular, y en los que le preceden y siguen, don-de se produce la transicin entre ambas formas.Los materiales empleados en su construccinhan sido el hierro fundido y el acero laminado,

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    con el que han sido construidas las piezas ma-yores con ayuda de la soldadura.

    Con el objeto de mejorar el rendimiento ydar la mayor uniformidad posible al flujo quellega a la cmara de observacin, evitando loscomponentes no axiales de la velocidad, la h-lice-bomba va seguida de aletas radiales fijas.A este fin coadyuvan tambin las persianas de

    80mb de io

    ltnRY. sin del 6GU6{

    Potencd : , -- 300 evHoIor Volta~mBx >O m m 440 V Nmero de .': I/O/=;one3 , x;mo 1200 r.p.fT'/.Dliffl7etro de kJ hel/ct -bcmbtJ ..m ; 1.500 mNmt rc dt r evolvdones rndximo ,... 300 r.p.m.Vt lor::idod mti,,;mo del agvd t n kJ r::.1marode medido 10 MS

    Imp'y sin de 18 hlice{

    Potencla 250 CVMoto,. VO/teje mB;(mo.oooo 41.0 VNmero de revolvciones rnximo.: 3000 r.p.rn.Dimetro m6ximo dt la hlice 50 .em.

    aletas-gua que se han dispuesto en todos lospuntos donde se produce un cambio de direccinde flujo. Adems, se ha distanciado la toberade las aletas-gua del codo superior, con lo cualqueda un espacio a la salida de aquellas dondBpueden disiparse los torbellinos producidos a lasalida de la persiana. Para acabar de anular los

    componentes transversales de la velocidad enesa zona suelen disponerse en los tneles, tantoen los de cavitacin como en los aerodinmicos,una divisin celular, tipo colmena. En ste sesustituy en principio esta divisin por una telametlica, como es norma corriente en la actua-lidad, para producir una uniformidad ms com-pleta (comprendida la turbulencia).

    t=R,-titl90un 8l1kJnztJeempqjc.s

    Peso del tnel 120 tDinammetrosH;;x;rnoempujemedible . 1250 I

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    El circuito de agua ha sido considerado conla mayor atencin, desde el punto de vista hi-drodinmica, con el fin obvio de obtener la ma-yor velocidad posible con los 300 CV. que sedestinan a vencer las resistencias que se opo-nen a la circulacin del agua. La p2.rte ms de-licada a este respecto es el codo situado a lasalida de la cmara de observacin, debido a lamayor velocidad del agua, que da lugar a que,aun sin cavitacin, las prdidas sean en l ma.yores que en los dems codos; pero, adems,porque como est prcticamente a la misma al-tura que la hlice, puede producirse cavitacinen las aletas; con el aumento de resistencia yperturbaciones en la permanencia del flujo in-herentes a la formacin y desprendimiento debolsas de vapor. Lo l~?-al habra sido alargareste tramo en sentido horizontal ensanchndolopara que, por el efecto de difusor que resulta-ra de ello, llegase el flujo al primer codo conuna presin mayor. Pero esto no se ha podidohacer, porque al estar el motor en lnea con lahlice, el eje habra resultado demasiado largoy se hubieran producido vibraciones en l. Lonico factible, pues, con esta disposicin, esaumentar el nmero de aletas que haya en lapersiana de este codo, para que las depresionesque se produzcan sean menores, y por otra par-te, darles el ngulo ms adecuado, que debeobtenerse de ensayos realizados con este fin.Para ello se han dispuesto dos ojos de buey quepermiten C Dservar el flujo a la salida del codo.Los dems tramos han sido estudiados con Cl...-dado, como ya se ha indicado, pero no presen-tan mayores dificultades y responden a las nor-mas que en la actualidad se emplean corriente-mente en los conductos para disminuir su resis-tencia. Las superficies interiores se han dejadolo ms Usas que prcticamente es posible obte-ner en una obra de estas dimensiones, pintn-dolas despus con una pintura especial de cau-cho, que adems de dar muy buen acabado, pro-tege de la corrosin la obra de acero.Con el mismo objeto de obtener la mximavelocidad con la potencia disponible, se ha cons-trudo el impulsor de la bomba CGn las palaspostizas, de modo que se pueda cambiar su pasode acuerdo con los resultados obtenidos duran-te las pruebas del tnel.

    Las variaciones de presin en el domo estnproducidas por una bomba de vaco del tipo deG

    anillo de agua, provista de las conexiones detuberas y vlvulas necesarias pare p.oder pro-vocar, en el interior del tnel, una presin infe-rior o superior a la atmosfrica; ya que tam-bin puede ser preciso aumentar la presin paraconseguir las condiciones previstas, pues comola reduccin de la tobera es aproximadamentede 1/6, se produce en ella una cada de presindel orden de

    V . 1P - P, = p --;~- (1 -- -;- ) l2J

    y, por tanto, si en el domo reina la presin at-mosfrica, en la hlice modelo no se tendr msque 0,5 at., aproximadamente, cuando la vel.oci-dad del agua en dicho tramo sea de 10 m X S-1Esta bomba est movida por un motor de alter-na y trabaja a rgimen constante, por lo cualla regulacin de presin se realiza a.briendo mso menos una comunicacin del tnel con la at-msfera.

    Evidentemente, para cambiar el modelo hayque romper el vaco y arbrir el tnel, y como elnivel en el domo es ms alto que el de la ven-tana de la cmara de observacin, habr queextraer parte del agua que contiene. Para rea-lizar esta maniobra rpidamente y poder ade-ms conservar el agua (que pudiera tener con-diciones especiales) para otros ensayos, se hadispuesto un tanque en el que se almacene elagua extrada y del que puede aspirar una bom-ba para volverla a introducir en el tnel. Unade las caractersticas ms importantes del agua,por lo que a cavitacin se refiere, es la cantidadde gases que contiene en disolucin. Este conte-nido puede variarse fcilmente, ya que paraaumentarlo basta con hacer circular el agua ensentido normal y abrir un grifo (atmosfrico)montado junto a la cmara, de observacin; ysi lo que se desea es di~minuir la cantidad degases disueltos, se pone en marcha la bombade vaco y se circula el agua del tnel en senti-do contrario al normal para pr.oducir torbelli-nos que provoquen su desprendimiento en for-ma de burbujas.

    Para evitar la entrada de grasa y la conta-minacin consiguiente del agua, los cojinetes delos arbotantes en que descansan los ejes de lashlices son de goma. Tambin son de goma, conmuelles, las empaquetaduras montadas en los

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    orificios por los que salen dichos ejes al ex-terior.El eje de la hlice-modelo es aaastrado porun motor de corriente continua regulable en unamplio margen; sindolo a travs de una barra

    calibrada c uyas deformaciones l.ngulares sir-ven de indicador para medir el momento absor-

    a a hlice modelo~._.-.

    0

    donde se observan los fenmenos que se produ-cen en la hlice; es decir junto a 1:>.cmara deobservacin desde donde tambin se regula lapresin en el interior del tnel y se miden stay la velocidad del agua. Las revoluciones de lahlice-modelo pueden variarse desde dicho pun-to o desde un pupitre de maniobra situado a

    al murar-_.~

    0

    bido. Como la parte de la hlice que da al motores la de popa en lugar de producir un empujeejerce una traccin que se mide por medio deuna balanza.El eje de la hlice-bomba se mueve tambinpor medio de un motor de continua. Habindosedispuesto en la transmisin un acoplamientoflexible y un reductor de engranes que reducela velocidad de giro del motor en la relacin 4/1.El empuje de esta hlice es recogido por unachumacera de sectores tipo Mitchell.El motor de esta bomba y por tanto la ve-locidad del agua puede regularse desde el lugar

    Fig.2continuacin del motor que la mueve y en elque se toman los datos de empuje momento yr. p. m. de la hlice.

    APARATOS DE MEDIDA Y OBSERVACIN.Los datos que se deben tomar en un ensayocompleto de hlice en rgimen de cavitacin sonlos normales en un ensayo de hlice aislada; osea velocidad del agua de entrada n mero derevoluciones empuje y par absorbido. Peroadems deben tomarse los que determina el pa-rmetro T de cavitacin; es decir la presin

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    baromtrica, la presin relativa en el interiordel tnel y la temperatura del agua, por la queviene a conocerse la tensin del vapor.

    Por otra parte, puede ser interesante conocerel contenido del aire en el agua con que se en-saya, y la distribucin de velocidades-es decir,la estela local-cerca de la hlice o cuerpo quese ensaya, y, desde luego, la forma de presen-tarse los fenmenos de cavitacin.

    El empuje de la hlice se mide por medio deuna balanza de resortes, del mismo tipo que lasque normalmente se emplean en el comercio ya la cual se transmite la traccin que ejerce lahlice-modelo por medio de una chumacera deempuje, del tipo de rodamientos, montada so-bre una palanca en ngulo (fig. 2). La escala

    ,,/ \, ,\)

    de esta balanza no alcanza ms que hasta 250kilogramos, pero por medio de contrapesos pue-den medirse con ella empujes hasta de 1.250 ki-logramos. El juego rodal que precisa el libremovimiento. del eje de la hlice, es absorbidopor un acoplamiento flexible, montado entre di-cho eje y el motor elctrico y en el que, paradisminuir los rozamientos, que pudieran falsearlas indicaciones de la balar.za, se realiza elarrastre con el intermedio de rodamientos debolas. .La disposicin de los ejes y aparato para me-dir el par absorbido por la hlice {:.~.ms origi-nal. La hlice-modelo est, desde luego, monta-da en uno de los extremos del eje que le trans-mite la potenci a generada por el motor; y enel otro, la barra calibrada, de la que ya se hahecho mencin. Por tanto, el eje portahlices,como la barra de torsin, estn situados en elinterior de otra lnea de ejes huecos, que gim8

    con ellos y a los que estn unidos junto al extre-mo de la barra de torsin que da al motor (figu-ra 3). El eje interior se apoya, por lo dems,en el de fuera por medio de cuatro rodamientosa los que se impide la entrada del agua pormedio de una empaquetadora de goma montadajunto a la hlice.

    Con este sistema, las prdidas pcr rozamien-tos del eje de la hlice se reducen al mnimo,ya que su movimiento con respecto a las partescon que roza--empaquetadura y cojinetes-sereduce al desplazamiento angular producido porla torsin elstica del material de que estnconstrudos dicho eje y la barra de torsin; sudimetro puede ser muy pequeo y por tanto elmomento producido por dichos rozamientos, y

    ~ e~~-

    Fig.3

    se eliminan las dems prdidas, como las debi-das al agua, escobillas, etc.En la zona donde se monta la barra calibra-da, el eje hueco tiene un dimetro mucho mayorque aqulla, y como adems no transmite mspar que el absorbido por los rozamientos, puedesuponerse completamente rgido y medir el mo-mento torsor de la barra por el desplazamientoangular relativo entre ambos ejes. Para ello,junto a,l extremo de la barra que da a la hlicese ha montado una escobilla e que roza con unaresistencia de muchas espiras de hilo fino montada en arco de crculo sobre una, de laspiezas de la lnea de ejes exterior. Cada uno delos extremos de esta resistencia, as como la es-cobilla, estn conectadas por medio de tresaros a y los grupos de escobillas correspondien-tes, con un galvanmetro, que suele situarse enel pupitre de maniobra. Multiplicando las indi-caciones de este galvanmetro por una constan-

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    te, previamente determinada, se obtiene el mo-mento transmitido. Este sistema podra tenerel inconveniente, en lo que a la pn,cisin se re-fiere, de introducir la resistencia de contactode los aros y escobillas, que no es constante, enun circuito en el que son, precisamente, las va-riaciones de una resistencia las qu~ determinanel valor medido. Por esta razn se ha disminu-do todo lo posible la resistencia de contacto en.los aros y sus variaciones, haciendo stos deplata y montando cuatro escobillas de carbn-cobre y de buen tamao, por aro; y por otraptu.te se ha aumentado la resistencia del potcn-cimetro, que es de 1.600 . Para que las defor-maciones de la barra cojan siempre el mayorcampo posible y poder mantener as la exacti-tud de la medida, cualquiera que sea el momen-to absorbido por la hlice, se ha previsto unjuego de cuatro barras intercambiables; cadauna de las cuales alcanza el ngulo de torsinmximo de 25, con momentos de 5, 30, 60 y110 Kg. m.Las revoluciones de la hlice se miden duran-te el ensayo por medio de un cuentarrevolucio-nes elctrico que indica automticamente el n-mero de vueltas en un perodo de tiempo deter-minado. Adems, en el pupitre de maniobra hayun tacmetro que da una primera aproximacin.

    La velocidad del agua en la cmara de obser-vacin se puede medir con la ayuda de un tubode Pitot calibrado, pero como en ste pudieraproducirse cavitacin con valores de bajos,es preferible emplear el principio de Venturi,disponiendo una toma de presin antes de latobera y otra en el conducto alto h.orizontal, enun punto donde la accin de la hlice no pertur-be sensiblemente el flujo. Ambas tomas se co-nectan con un tubo en U que conti~ne mercurio,y se determina la velocidad por la diferencia denivel alcanzado en ambas ramas, por una. fr-mula que tiene el mismo fundamento que la [21.

    Sin embargo, cuando se desean medir veloci-dades locales y no la media de la cmara deobservacin, se utilizan tubos de Pitot. Para locual se han dispuesto, tanto en sta como en eltramo horizontal que la precede, 29 registrospor los que pueden introducirse dC hos tubos uotros aparatos que pudieran ser utilizados.La presin se mide tambin por medio de untubo en U, con mercurio, comunicando una delas ramas con el interior del tnel y la otra,

    con la atmsfera; si bien, por medio de un tubolleno de agua que desemboca en un botellncuya superficie libre est a la misma alturaque el punto en que se toma la presin.Con esta forma de medir velocidades y pre-siones se encuentra en este tipo de instalacionesel inconveniente .de que puede producirse vapor,o al menos burbujas de aire en los tubos de losmanmetros, lo que, naturalmente, falseara losresultados. Por ello, se ha previsto una peque-a bomba de vaco que pueda aspirar las bur-bujas antes de proceder a las mediciones.El contenido de aire en el agua se determinaanalizando qumicamente el oxgeno disuelto,siendo el de Winkler el mtodo utilizado normal-mente.Los aparatos para medir la temperatura ypresin baromtrica no requieren comentarioalguno por ser de tipo normal; el ltimo, de tipoTorricelli, construdo en el Instituto TorresQuevedo.

    La observacin de las zonas y tipo de cavi-tacin de un cuerpo fijo, tampoco requierenningn dispositivo especial. Pero si ste se estmoviendo, como es el caso de la hlice, es pre-ciso iluminarlo por medio de destellos para po-der hacer una observacin directa. Con este finse ha adquirido un estroboscopio Pl1ilips, al quese pueden aplicar una o dos lmparas de deste-llos, que iluminan la hlice por las ventanas quems convenga para la percepcin de estos fen-menos. El aparato lleva un circuito oscilador defrecuencia regulable, de modo que puede sincro-nizarse con la hlice, pero para evitar tener queregular el aparato para cada uno de los regme-nes que se ensaya y que esta sincronizacin va-re por cualquier pequeo cambio en las revo-luciones de la hlice, las descargas a las lmpa-ras vienen determinadas por contactos montadossobre el eje de aqulla. La duracin del destelloes orden de 10-5 segundos, de modo que la niti-dez de la observacin est plenamente garanti-zada; sin que por ello deba suponerse que laintensidad luminosa es insuficiente, ya que pue-de llegar a ser 200 lmenes segundo duranteaquel perodo, y a pesar de la corta exposicinque supone la duracin de un destello, puedenconseguirse buenas fotografas con objetivode 3,5.De todos modos, conviene, como es lgico,hacer las observaciones cuando la hlice no re

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    ciba ms 1m: que la del estrobosc.opio. Por locual todas las ventanas del edificio que rodeanla cmara de observacin van provistas de per-sianas y se ha pintado la cmara de observacinde un color gris ms bien oscuro para evitarlos reflejos.

    regular de una manera continua entre los lmi-tes ms amplios que sea posible. Por ello seeligi el sistema Ward Leonard para la alimen-tacin de los motores que mueven la hlice quese ensaya y la que impulsa al agua hacindolacircular por el tnel. Este sistema no solamen-

    Trans formador5000/3000 v

    Regulador automarico de cos rp

    3000/ffO V

    IIIIIIIIIIL 4--

    ~-- -- IIIIIIIIIIII-.1

    ~Reguladora mano decos p

    ;tf I II Io .I oI iI II IL- - - -JIIL__-~__l

    COrriente confnuJ a 220 v.Fig.

    INSTALACIN ELCTRICA. te permite este margen de variacin sino queproporciona la uniformidad de marcha precisapara poder mantener las condiciones fijada~mientras dura el ensayo.Esta ltima razn impuls :; dems a elegirComo se trata de una instalacin de ensayosy experimentacin tanto las rev.oluciones de la

    hlice como la velocidad del agua deben poderse

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    un motor sincronizado para el accionamientodel grupo Ward Leonard; suponiendo que, comoes lgico, las oscilaciones de frecuencia en lneahan de ser menores que las de tensin.

    Por consiguiente, el esquema general de lainstalacin es el que se indica en la figura 4, enla que la lnea EH MB S representa el grupoW. Leonard, compuesto por el motor de corrien-te alterna que lo acciona, la dnamo H , quesuministra corriente al motor H de la hlice;la dnamo B , que alimenta al motor B que hacecircular al agua; la exci tatriz E que suminis-tra la corriente necesaria para la excitacin delas mquinas anteriores, y la dnamo excita-triz S que alimenta el rotar del motor 111 ha-ciendo que gire sincronizado en el campo gira-torio del estator.. El transformador recibe corriente a 15.000

    voltios reducindola a 3.000 volt., que es la ten-sin con que trabaja el motor 111.Las razonesde haber escogido esta tensin son simplementede tipo econmico, ya que cuanto ms grandesea el motor conviene, desde este punto de vis-ta, una tensin mayor; siendo la de 3.000 volt.una tensin adecuada para motores del ordende 700 CV. de potencia como es este que esta-mos tratando. Las dems consideraciones-se-guridad, etc.-tienen poca importancia, ya quela nica corriente que sale del secundario deltransformador es la que absorbe el motor JJ1que est situado muy cerca de l.

    Por otra parte, esta concentracin de poten-cia en una mquina hace temer qu>~a corrientede arranque pueda alcanzar valores muy pocodeseables. Esto, unido al precio que alcanzaraun motor sncrono de las caractersticas previs-tas, decidi la adopcin de un motor de tipoasncrono, durante el arranque y sincronizadodespus. Por consiguiente, en principio, el motores de tipo corriente, provisto de aros rozantes,para el arranque por medio de resistencias:pero con la particularidad de que el rotar seconecta por medio de estos aros a una dnamoque le alimenta con c. c., para hacerle girar ala velocidad de sincronismo.

    Si el motor funcionara sin excitacin en elrotor, ste se retrasara hasta que la diferenciaentre sus r. p. m. y la velocidad de giro del cam-po proporcionase el suficiente corte de lneasde fuerza para producir en el rotor la corriente

    necesaria para su arrastre. Este deslizamientono existe cuando el rotar est excitado por unafuente exterior. Pero durante el arranque faltala excitacin, y como el campo sigue girando ala velocidad determinada por la frecuencia dela corriente y el nmero de polos de la mqui-na, se producen en l corrientes mucho ms ele-vadas que las que le recorren cuando ha alcan-zado la velocidad de rgimen. Es decir, mientrasel rotor est an quieto o girando a poca velo-cidad, trabaja como un transformador, y si losarrollamientos no tienen muchas vueltas, lasintensidades sern muy altas. As se ha hechoen esta mquina, disponiendo su conexin enestrella, con la particularidad de que dos de lasfases se unen una vez lanzada la mquina-su-ministrando as el circuito amortiguador de quees .deseable disponer en las mquinas sncro-nas-al tiempo que se conecta el punto de uninde estas fases con uno de los polos de la excita-triz de sincronizacin y el extremo de la tercerafase con el otro polo; obtenindose as el esque-ma de la figura.La tensin en los aros del rot.or al iniciarseel arranque es del orden de 900 volt. Durantela marcha recibe, en cambio, la corriente de ex-citacin a una tensin de unos 15 volt., aunquecon una intensidad que puede llegar a los 600amperios, sin sobrecarga.

    Esta corriente puede ser constante. Pero siexiste la posibilidad de regularla, ser- muy pre-ferible esta solucin, que permite mantener unfactor de potencia elevado con cualquier rgi-men y aumentar la capacidad de sobrecarga delmotor. Por ello se ha dispuesto un reguladorautomtico Brown Boveri que acta variando elcampo de la excitatriz S por medio de una re-sistencia; y adems, un regulador a mano, queconsiste, claro est, en un simple restato. Concualquiera de estos reguladores puede variarse,pues, la tensin en bornas de la excitatriz yconsiguientemente el factor de potencia a la sa-lida del transformador, que normalmente tiene,en esta instalacin, el valor unidad.

    Acoplados al mismo eje de estas mquinasestn, como ya se ha indicado, las dnamos quealimentan los motores que accionan las hlicesdel tnel y la excitatriz que suministra corrien-te a las barras de donde se toma para la excita-cin de todas las mquinas pues todas ellas sonde excitacin independiente y para el acciona-

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    miento del motor de un ventilador V del queluego se hablar.Esta excitatriz es una dinamo vulgar de15 Krw, compound, provista de regulacin detensin, que normalmente es de 220 volt.La dnamo B , que suministra corriente almotor que hace circular al agua, es de 247 Kw,yendo provista de arrollamiento de compensa-cin para asegurar un funcionamiento sin chis-pas dentro del margen tan amplio en que debetrabajar. Como el campo del motor B es inde-pendiente y toma la corriente directamente debarras, tanto su sentido de giro como la velo-cidad y potencia desarrolladas dependen exclu-sivamente de la tensin con que se alimente suinducido, la que, a su vez, depende del campoen la dnamo, ya que sta gira a velocidad cons-tante, movida por el motor sncrono.Por estas razones, la excitacin principal dela dnamo B consiste en dos grupos de arrolla.-mientos independientes, uno de los cuales es re-gulahle por medio de resistencias desde una co-lumna de control situada en el puesto de obser-vacin de la hlice y en la que se han montadolos aparatos de medida correspondientes a estecircuito (voltmetro, ampermetro y tacmetro) ;y el otro produce un campo constante y contra-rio al anterior, con objeto de compensar el mag-netismo remanente, que impedira que la ten-

    sin en barras de la dnamo se anulara al hacer-lo el campo; y por tanto, que pudiera llevarse elmotor B a la inmovilidad absoluta. Esta excita-cin puede ser corregida por medi.) de una re-sistencia para que anule efectivamente el mag-netismo remanente. Por lo dems, al campoprincipal regulable puede hacrsele cambiar designo para que el motor cambie de sentido degiro; lo que es conveniente, para facilitar eldesprendimiento de burbujas del aire disueltoen el agua por el sistema ya indicado.Es interesante aadir que como el motor debe

    poder girar durante perodos prolongados a unavelocidad muy reducida (para poder experimen-tar a bajas velocidades del agua) y las bobinasdel campo estn permanentemente conectadasa las barras de la excitatriz, se produce enaqullas un calentamiento que en dichas condi-ciones no puede disiparse por la ventilacin pro-ducida por el inducido; por lo cual, dichos arro-llamientos han sido construdos con una granamplitud y aislados, adems, con 3mianto.12

    El circuito de la dnamo y motor que muevela hlice objeto del ensayo presenta problemasanlogos al anterior, pero debe cubrir un mar-gen de variacin mayor, ya que el circuito deagua sobre el que acta el motor es siempre elmism.o y en cambio el modelo de hlice puedepresentar caractersticas muy diferentes. POiesta razn, la regulacin de velocidad se reali-za no solamente variando el campo de la dna-mo, sino el del motor.La regulacin de la dnamo se realiza por me-dio de un reostato situado bajo el pupitre mon-tado en el extremo del tnel, con el que se pue-de no slo variar la intensidad del campo, sinotambin su signo, cambiando as el sentido degiro de la hlice. La excitacin del motor seregula por medio de tres reostato s conectados

    en serie con los arrollamientos correspondien-tes y situados dos de ellos bajo el pupitre y elotro en el puesto de observacin, junto a losque regulan la velocidad del motor B.Variando el campo de la dnamo, se acta so-bre la tensin que alimenta el inducido del mo-tor, que podr, si no se cambia el campo, des-arrollar su par mximo a distintas velocidades,desde un mnimo de 100 r. p. m., correspondien-tes al ltimo contacto del reostato, hasta 1.600revoluciones por minuto. Actuando :::.obre elcampo del motor puede aumentarse esta veloci-dad hasta 3.000 r. p. m., pero disminuyendo elpar, de modo que no se sobrepase la potenciade 250 CV.Este margen tan amplio de velocidades (100a 3.000) y la posibilidad de desarrollar momen-tos elevados a marchas reducidas exige la pro-visin de un ventilador que refrigere el motoren estas condiciones. As se ha dispuesto, mo-vindose por medio de un motor elctrico decontinua, por poderse as variar su velocidadde giro de acuerdo con la cantidad de aire que

    se precise. Este motor toma la corriente de lasbarras alimentadas por la excitatriz a 220 volt.,arrancando tan pronto se alcanza en ellas latensin suficiente; es decir, prcticamente encuanto se pone en marcha el grupo W. Leonard.La potencia de este m.otor es de 2 CV. y su ve-locidad normal de giro, de 1.400 r. p. m. Pero ala salida del aire del motor H se han dispuestodos termostatos que actan a 48 y 55 , metien-do resistencias del circuito de excitacin del mo-

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    tor del ventilador y elevando as, cuando llegael caso, su vel.ocidad a 2.000 y 2.400 r. p. m., res-pectivamente. Para completar este sistema deseguridad se han dispuesto en el pupitre treslmparas piloto, correspondientes a las tres ve-locidades a que puede girar el ventilador..Dambin se encuentran sobre dicho pupitreel voltmetro y ampermetro acoplados al cir-

    cuito del motor de la hlice y un tacmetr.o,tambin de funcionamiento elctrico con dosescalas, una de ellas hasta 1.600 y otra hasta3.000 r. p. m. Es interesante observar que parael cambio de escala de este tacmetro se ha dis-puesto un conmutador que cuando se pone enla posicin corresp.ondiente a la escala de 1.600revoluciones por minuto pone al mismo tiempoen cortocirtuito uno de los reostatos de regula-cin del motor, no permitiendo as que la velo-cidad de ste pueda subir p.or encima de dicholmite.

    Los reostatos de regulacin de la dnamo ymotor estn provistos de conexiones mecnicas,de modo que no pueda moverse el reostato de ladnamo, para dar corriente a su campo, mien-tras no est el reostato del motor en la posicin

    correspondiente a su excitacin mxima; ni pue-da este ltimo variar esta posicin si el reosta-to de la dnamo no est en la posicin con laque se obtiene la tensin mxima .:n el inducidodel motor. Este ltimo reostato tiene, adems,un contacto auxiliar que sl.o se cierra cuandose corta la excitacin de la dnamo y que esten serie con otros contactos anlogos dispuestosen el reostato de regulacin de la dnamo E yde arranque del motor M que mueve el grupoW. Leonard y con una b.obina situada en el in-terruptor del motor principal M y que impidearrancarlo mientras no estn todos los apara-tos en la posicin adecuada y pueda hacerlo envaco.

    Puede aadirse, por ltimo, que como las ob-servaci.oues deben hacerse en el piso alto, quees donde est situada la hlice, se han dispues-to en l todos los mandos y aparatos de seguri-dad y medida de las mquinas elctricas. Inclu-so las del motor principal. Agrupndolas en lacolumna y el pupitre ya citados y en un cuadroelctrico donde se ha reunido todos l.os aparatoscorrespondientes al motor M y a la dnamo exci-tatriz E

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