Plan de tesis

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PER

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA

MINISTERIO DE ENERGA Y MINAS

CONVENIO ESPECFICO N 005-2011-MEM-CARELEC-UNCP/FIM

MAESTRA EN TECNOLOGA ENERGTICA

Informe:

Clculo de la potencia y seleccin de turbina para el Ro Palca - Huancavelica

Presentado por:

Carlos Martnez Carrera

Fidel Lagos Gmez

Frans Dennys Carhuamaca Castro

Richard Cceres Ortiz

Walter Mjico Sedano

Hugo Lozano Nez

Huancayo-15 de enero de 2012

NDICE

NDICE2

1INTRODUCCIN3

2FUNDAMENTO TERICO4

2.1Medicin de Caudal4

2.2Tipo de Turbinas7

3PROCEDIMIENTOS9

3.1INFORMACIN GENERAL9

3.2CARACTERSTICAS GENERALES DE LA MICRO CUENCA11

3.3IDENTIFICACIN DE LA ALTURA12

3.4DETERMINACIN DEL REA TRANSVERSAL DEL RO PALCA.12

3.5DETERMINACIN DE LA VELOCIDAD DEL AGUA17

3.6DETERMINACIN DEL CAUDAL18

3.7DETERMINACIN DE LA POTENCIA19

3.8ELECCIN DEL TIPO DE TURBINA20

4RESULTADOS21

5CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES21

6REFERENCIA BIBLIOGRAFICA22

INTRODUCCIN

La existencia de los recursos hdricos en nuestro pas, especficamente en nuestra regin, es generosa y nos conlleva a realizar estudios de disponibilidad del agua en los ros y su uso en la planificacin de proyectos de riego, abastecimiento de agua potable, generacin de energa elctrica y usos industriales. A nosotros esencialmente nos interesan los recursos hdricos para la generacin de energa elctrica. El estudio de la informacin conseguida en el campo nos permitir la estimacin de la demanda y las condiciones de oferta y la disposicin de agua en el rio Palca, que se halla en la provincia y departamento de Huancavelica. La evaluacin de caudales se realiza mediante mediciones experimentales y caculos bsicos que nos permite determinar la potencia y caractersticas del sistema de transformacin y balance energticas. Los datos conseguidos para los meses de enero, febrero y marzo son los medidos actualmente, los datos de las dems pocas del ao han sido estimados usando el recuerdo de los pobladores (la altura que les llegaba el agua si a la rodilla o un poco ms abajo, etc.)

En realidad la nica medicin real es la hecha durante la poca de lluvias (vale decir ahora).

Las otras mediciones se han hecho en base a parecer de los pobladores de Palca, tratando de hacerlo del modo ms cercano a la realidad posible.

FUNDAMENTO TERICOMedicin de Caudal

El caudal de un ro es fundamental en el dimensionamiento de presas, embalses y obras de control de avenidas. Dependiendo del tipo de obra, se emplean los caudales medios diarios, con un determinado tiempo de recurrencia o tiempo de retorno, o los caudales mximos instantneos. La forma de obtencin de uno y otro es diferente y, mientras para los primeros se puede tomar como base los valores registrados en una estacin de medicin, durante un nmero considerable de aos, para los segundos, es decir para los mximos instantneos, muy frecuentemente se deben calcular a travs de modelos matemticos.

La medicin prctica del caudal lquido en las diversas obras hidrulicas, tiene una importancia muy grande, ya que de estas mediciones depende muchas veces el buen funcionamiento del sistema hidrulico como un todo, y en muchos casos es fundamental para garantizar la seguridad de la estructura. Existen diversos procedimientos para la determinacin del caudal instantneo, en el artculo medicin del caudal se presentan algunas.

LOS CAUDALES DE LOS ROS Y ARROYOS

Caudal instantneo

Como su nombre lo dice, es el caudal que se determina en un instante determinado. Su determinacin se hace en forma indirecta, determinado el nivel del agua en el ro (N0), e interpolando el caudal en la curva calibrada de la seccin determinada precedentemente. Se expresa en m3/s.

Caudal medio diario

Es la media de los caudales instantneos medidos a lo largo del da. Si la seccin de control es del tipo limnimtrico, normalmente se hacen dos lecturas diarias de nivel, cada 12 horas.

Si la seccin es del tipo limnigrfico convencional, es decir que est equipada con un registrador sobre cinta de papel, el hidrlogo decide, segn la velocidad de variacin del nivel del agua, el nmero de observaciones que considerar en el da. Siendo M, el nmero de puntos considerado, la frmula anterior se transformar en la siguiente:

Se expresa en m3/s.

Si la seccin es del tipo telemtrico, donde el registro del nivel del agua se hace a intervalos de tiempo determinado dt (en segundos), el nmero diario de registros ser de

, aplicndose la frmula anterior.

Caudal medio mensual

El caudal medio mensual es la media de los caudales medios diarios del mes en examen (M = nmero de das del mes, 28; 30; o, 31, segn corresponda):

Se expresa en m3/s.

Caudal medio anual

El caudal medio anual es la media de los caudales medios mensuales.

Se expresa en m3/s.

El aprovechamiento de los ros depende de del caudal que tienen, es decir, de la cantidad de agua que transporta.

Relacin caudal pico/caudal diario

Generalmente, se admite un valor promedio de 1.6 para esta relacin, sabiendo que los resultados de numerosos estudios de crecidas extremas en el mundo dan valores de dicho coeficiente variando entre 1,2 y 2,2 (con valor promedio 1,6) con una probabilidad de 90%. Sin embargo, los valores pueden alcanzar valores mucho ms elevados para cuencas pequeas. A ttulo de ejemplo, en la costa norte del Per, la relacin entre caudales medios diarios y caudal mximo instantneo vara en funcin del tamao de la cuenca hidrogrfica. Se pueden considerar los siguientes valores:

Relacin caudal pico/caudal diario, en la vertiente del Pacfico, en el norte de Per

Superficie mayor a 3000 km2

1,2

Superficie comprendida entre 1000 y 3000 km2

1,3

Superficie comprendida entre 800 y 1000 km2

1,4

Superficie comprendida entre 600 y 800 km2

1,6

Superficie comprendida entre 400 y 600 km2

2,0

Superficie comprendida entre 200 y 400 km2

2,5

Superficie menor a 200 km2

de 3,0 hasta 5,0 6,0

TIPO DE TURBINAS

TURBINA HIDRULICA

Una turbina hidrulica es una turbomquina motora hidrulica, que aprovecha la energa de un fluido que pasa a travs de ella para producir un movimiento de rotacin que, transferido mediante un eje, mueve directamente una mquina o bien un generador que transforma la energa mecnica en elctrica, as son el rgano fundamental de una central hidroelctrica.

Las turbinas hidrulicas, junto con los molinos de viento, son las turbomquinas ms antiguas que existen. Se puede explicar su antigedad por la gran disponibilidad geogrfica de las cuencas hidrolgicas, siendo los viejos molinos de agua un lugar comn.

Clasificacin

Por ser turbomquinas siguen la misma clasificacin de estas, y pertenecen, obviamente, al subgrupo de las turbomquinas hidrulicas y al subgrupo de las turbomquinas motoras. En el lenguaje comn de las turbinas hidrulicas se suele hablar en funcin de las siguientes clasificaciones:

De acuerdo al cambio de presin en el rodete o al grado de reaccin:

Turbinas de accin: Son aquellas en las que el fluido de trabajo no sufre un cambio de presin importante en su paso a travs de rodete.

Turbinas de reaccin: Son aquellas en las que el fluido de trabajo si sufre un cambio de presin importante en su paso a travs de rodete.

Para clasificar a una turbina dentro de esta categora se requiere calcular el grado de reaccin de la misma. Las turbinas de accin aprovechan nicamente la velocidad del flujo de agua, mientras que las de reaccin aprovechan adems la prdida de presin que se produce en su interior.

De acuerdo al diseo del rodete

Existen Cartas para seleccionar turbinas hidrulicas en funcin del caudal y el salto.

Esta clasificacin es la ms determinista, ya que entre las distintas de cada gnero las diferencias slo pueden ser de tamao, ngulo de los labes o cangilones, o de otras partes de la turbomquina distinta al rodete. Los tipos ms importantes son:

Turbina Kaplan: son turbinas axiales, que tienen la particularidad de poder variar el ngulo de sus palas durante su funcionamiento. Estn diseadas para trabajar con saltos de agua pequeos y con grandes caudales.(Turbina de reaccin)

Turbina Hlice: son exactamente iguales a las turbinas kaplan, pero a diferencia de estas, no son capaces de variar el ngulo de sus palas.

Turbina Pelton: Son turbinas de flujo transversal, y de admisin parcial. Directamente de la evolucin de los antiguos molinos de agua, y en vez de contar con labes o palas se dice que tiene cucharas. Estn diseadas para trabajar con saltos de agua muy grandes, pero con caudales pequeos.(Turbina de accin)

Turbina Francis: Son turbinas de flujo mixto y de reaccin. Existen algunos diseos complejos que son capaces de variar el ngulo de sus labes durante su funcionamiento. Estn diseadas para trabajar con saltos de agua medios y caudal medios.

PROCEDIMIENTOSINFORMACIN GENERAL

El distrito de Palca es uno de los 19 distritos que conforman la Provincia de Huancavelica, ubicado en el Departamento de Huancavelica perteneciente a la Regin de Huancavelica.

Limita al norte con los distritos de Huando y Acobambilla, al oeste con el distrito de Huando, al sur con los distritos de Ascencin y Huancavelica y al este con el Distrito de Acoria. Su ubicacin geogrfica es : Longitud oeste: 74 5844.76, latitud sur: 12 3914.76. Se encuentra a una altitud de 3650 m.s.n.m.

Carretera Huancayo Huancavelica

Fuente: Google Earth

Su poblacin aproximada es de 3600 habitantes