Turbina Francis

INDICE

1. Índice
2. Resumen
3. Introducción
4. Objetivos
5. Equipos utilizados
6. Especificaciones técnicas del equipo
7. Fundamento teórico
8. Procedimiento
9. Cálculos y resultados
10. Observaciones y conclusiones
11. Bibliografía

RESUMEN

El presente informe que se realizo con la participación de los alumnos de la Facultad de Ingeniería Mecánica, nos va a dar a conocer la eficiencia total que puede tener una turbina Francis, esto variando los parámetros de entrada (presión de entrada), para luego observar la eficiencia de la turbomaquina a diferentes cargas en el freno prony.

INTRODUCCIÓN

Las turbinas hidráulicas se han utilizado históricamente para accionar molinos de todo tipo, pero son ineficientes. 19o siglo mejoras de eficiencia de turbinas hidráulicas les ha permitido competir con máquinas de vapor (Donde el agua estaba disponible).

En 1826 Benoit Fourneyron desarrollado una alta eficiencia (80%) de la turbina del flujo de agua hacia el exterior. El agua era dirigida tangencialmente a través del rodete de la turbina provocando su giro. Jean-Victor Poncelet diseñó una turbina centrípeta en cerca de 1820 que utiliza los mismos principios. SB Howd obtuvo una patente de los EE.UU. en 1838 para un diseño similar.

En el año 1848 James B. Francis, Mientras trabajaba como ingeniero jefe de la Esclusas y canales empresa en la ciudad de fábrica de accionamiento hidráulico de Lowell, Massachusetts, La mejora en estos diseños para crear una turbina con una eficiencia del 90%. Aplicó los principios científicos y métodos de prueba para producir un diseño de la turbina muy eficiente. Más importante aún, sus métodos de cálculo y de gráficos mejorado el estado de la técnica de diseño de la turbina y la ingeniería. Sus métodos de análisis permitió el diseño de las turbinas de seguros de alta eficiencia para adaptarse exactamente a las condiciones de un sitio de flujo.

PRIMER LABORATORIO DE INGENIERIA MECÁNICA II: TURBINAS PELTON

I). OBJETIVOS

• Conocer en forma objetiva el funcionamiento de una Turbina Francis.
• Determinar las características de operación a diferentes presiones de entrada
• Para diferentes caudales observar la variación en los diferentes parámetros.

II). EQUIPOS UTILIZADOS

• Banco de pruebas de la Turbina Francis.
• Regla graduada 30cm
• Tacómetro Digital

III). ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL EQUIPO

IV). FUNDAMENTO TEORICO

La turbina Francis fue desarrollada por James B. Francis. Se trata de una turbomáquina motora a reacción y de flujo mixto.[pic 4]

Las turbinas Francis son turbinas hidráulicas que se pueden diseñar para un amplio rango de saltos y caudales, siendo capaces de operar en rangos de desnivel que van de los diez metros hasta varios cientos de metros. Esto, junto con su alta eficiencia, ha hecho que este tipo de turbina sea el más ampliamente usado en el mundo, principalmente para la producción de energía eléctrica mediante centrales hidroeléctricas.

Partes

1. Caja espiral

Tiene como función distribuir uniformemente el fluido en la entrada del rodete de una turbina

1. Predistribuidor

Tienen una función netamente estructural, para mantener la estructura de la caja espiral, tienen una forma hidrodinámica para minimizar las pérdidas hidráulicas.

1. Distribuidor

Es el nombre con que se conocen los álabes directores de la turbomáquina, su función es regular el caudal que entra en la turbina, a la vez de direccionar al fluido para mejorar el rendimiento de la máquina. Este recibe el nombre de distribuidor Fink.

1. Rotor

Es el corazón de la turbina, ya que aquí tiene lugar el intercambio de energía entre la máquina y el fluido, pueden tener diversas formas dependiendo del número de giros específico para el cual está diseñada la máquina.

1. Tubo de aspiración

Es la salida de la turbina. Su función es darle continuidad al flujo y recuperar el salto perdido en las instalaciones que están por encima del nivel de agua a la salida. En general se construye en forma de difusor, para generar un efecto de aspiración, el cual recupera parte de la energía que no fuera entregada al rotor en su ausencia.

Aplicaciones

Las grandes turbinas Francis se diseñan de forma individual para cada emplazamiento, a efectos de lograr la máxima eficiencia posible, habitualmente más del 90%. Son muy costosas de diseñar, fabricar e instalar, pero pueden funcionar durante décadas.

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