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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA MINISTERIO DE ENERGÍA Y MINAS CONVENIO ESPECÍFICO Nº 005-2011-MEM-CARELEC-UNCP/FIM MAESTRÍA EN TECNOLOGÍA ENERGÉTICA Informe: DISEÑO HIDRAULICO DE UNA TURBINA Presentado por: ARROYO TOVAR, Iván BERAUN ESPIRITU, Manuel CONDEZO HURTADO, David Elvis. CLEMENTE DE LA CRUZ, Wuilber FERNANDEZ AQUINO, Nilo GARAY QUINTANA, Ercilio Justo. SALAZAR ESPINOZA, Jaime Huancayo-12 de enero de 2012

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

MINISTERIO DE ENERGÍA Y MINAS

CONVENIO ESPECÍFICO Nº 005-2011-MEM-CARELEC-UNCP/FIM

MAESTRÍA EN TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Informe:

DISEÑO HIDRAULICO DE UNA TURBINA

Presentado por:

ARROYO TOVAR, Iván BERAUN ESPIRITU, Manuel CONDEZO HURTADO, David Elvis. CLEMENTE DE LA CRUZ, Wuilber FERNANDEZ AQUINO, Nilo GARAY QUINTANA, Ercilio Justo. SALAZAR ESPINOZA, Jaime

Huancayo-12 de enero de 2012

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ÍNDICE

ÍNDICE ........................................................................................................................................................2

INTRODUCCIÓN........................................................................................................................................3

1 IDENTIFICAION DEL OBJETO........................................................................................................5 2 FUNDAMENTO TEORICO................................................................................................................5

2.1. Hidrológica y Topografía…………………………………………………………………..…..5 2.2 Balances Energéticos………………………………………………………………………….…6

2.3 Conceptos Básicos: alturas, energías, caudales, potencias, pérdidas y rendimientos………..…..7

3 PROCEDIMIENTOS…………………………………………………………………………………….8

3.1 ELECCION DEL LUGAR MATERIA DE ESTUDIO……………………………………………..……8

3.2 ELECCION DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE MEDICIÓN………………………………..…..9

3.3. MEDICIÓN POR EL METODO DE OBJETO FLOTANTE……………………………….…..10

3.4 DETERMINACIÓN DEL LUGAR Y DE LA ALTURA……………………………………….11

3.5 MEDICIÓN GEOMÉTRICA DEL CANAL…………………………………………………..…12

3.6 PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO……………………………………………………...……..12

4 RESULTADOS………………………………………………………………………………………..13

4.1 Determinación del caudal……………………………………………………………………….13

4.2 Determinación de la sección de agua……………………………………………………… …13 4.3 Resultados de altura del salto………………………………………………………… ………14 4.5 Determinación del volumen de agua embalsado en la toma…………………………… …..15 4.6 Volumen de agua embalsado en la toma…………………………………… ………………....15 4.7 Determinación del potencial hidráulico…………………………… ………………………….16 4.8 Selección de la Turbina……… ……17 4.9 DISEÑO HIDRAULICO DE LA TURBINA MICHEL BANKI……………………………....19

5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................................................21 6 REFERENCIA BIBLIOGRAFICA....................................................................................................22 7 ANEXOS............................................................................................................................................24

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INTRODUCCIÓN La existencia de los recursos hídricos en nuestro país, específicamente en nuestra

región, es aún latente y nos conlleva a realizar estudios de disponibilidad del agua en los

ríos y su uso en la planificación de proyectos de riego, abastecimiento de agua potable,

generación de energía eléctrica y usos industriales. Sin embargo, la falta de

abastecimiento de energía eléctrica en localidades aisladas es un problema que nos

permite analizar alternativas de solución para el abastecimiento. Una de estas

alternativas de solución es la generación de energía por medio de micro centrales

hidráulicas, ya que en algunas de estas localidades aisladas existen riachuelos con bajo

caudal y pequeñas alturas. A través de la evaluación energética y el sistema de

conversión de energía se planteará el diseño Hidráulico de la turbina considerando

como datos iniciales al caudal, velocidad y altura del canal que transporta agua para tal

fin.

El propósito fundamental del trabajo es presentar todos los parámetros calculados y

datos base de una turbina Michell Banki y Pelton, en Excel, a fin de que ésta, permita

realizar recálculos con otros datos y que al instante, nos otorgue resultados de todos los

variables pertinentes.

En el presente trabajo se hace conocer los procedimientos de diseño de la turbina para

una micro central y los resultados geométricos, cinéticos y dinámicos de las turbinas

Michell Banki y Pelton; todo ello realizado en el canal de riego del anexo de Raquina,

del distrito de Pucara, de la provincia de Huancayo y departamento Junín.

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1 IDENTIFICACIÓN DEL OBJETO DE ESTUDIO.

Los integrantes del grupo coincidieron que la electrificación con energía eléctrica

proveniente de microcentrales hidroeléctricos es una buena alternativa de solución

para el abastecimiento de energía en lugares aislados donde existen riachuelos con

bajo caudal y pequeñas alturas, para lo cual, después de muchas ideas se concreta

en definir la delimitación del estudio en este caso, a la localidad de Raquina en el

que se planteará el diseño de una turbina ya que es el elemento principal que

transforma la energía potencial de la masa de agua en energía mecánica. La caja

Negra se muestra en la figura 01.

Fig. 01, Caja negra del objeto de estudio.

A partir del objeto de estudio, se bosqueja los componentes internos del proceso de

diseño hidráulico de una turbina, los mismos que serán las variables independientes

que satisfagan a los parámetros finales de las turbinas que han de mostrarse en el

programa Excel y con éstas someter al modelamiento o construcción del prototipo.

En la Caja blanca de la figura 02 se muestran los componentes.

Fig.02; Caja blanca del objeto de estudio.

Parámetros finales de las Turbinas en Excel.

Energía potencial de la masa de agua, Caudal, Altura neta y potencia.

DISEÑO HIDRAULICO

DE UNA TURBINA

Energía potencial

de la masa de agua,

Caudal, Altura neta y

potencia.Energía

Balance energético

Selección de turbina

Turbina Pelton

Turbina Michell Banki

Cálculo cinemático

Calculo dinámico

Parámetros finales de las Turbinas en Excel

Cálculo geométrico

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2 FUNDAMENTO TEÓRICO

2.1. Hidrológica y Topografía

Para poder cuantificar la potencia para la generación de energía eléctrica es

necesario medir el caudal disponible y la altura de caída aprovechable. Se entiende

por caudal la masa de agua que pasa, en un tiempo determinado, por una sección

del cauce y por desnivel.

El desnivel conocido como salto bruto es la distancia media en vertical que recorre

la masa de agua o diferencia de nivel entre el agua en la toma y en el punto donde

se restituye al rió (caudal ya turbinado).

Al fluir el agua de un punto “a” otro punto “b” y sea a cual sea su recorrido a

través de una tubería forzada el potencial se determina de acuerdo con la ecuación:

P=Q.Hb.g

En la que P es la potencia en KW, Q el caudal medido metros cúbicos por segundo,

Hb el salto bruto en metros y g aceleración de la gravedad.

El agua en su caída al circular por una tubería de presión en cuya extremidad está

instalada a una turbina vence la fricción para poder circular y atravesar los alabes

de la turbina. La energía potencial hace girar la turbina y genera así energía

eléctrica, un buen diseño será aquel que minimiza la disipación de potencia durante

su recorrido.

Para valorar el recurso hídrico hay que conocer cómo evoluciona el caudal todo el

año, pero en este caso el canal de riego de Raquina mantiene su caudal todo el año

porque el agua es proveniente de lagunas ubicadas en la parte superior del cerro de

Raquina.

2.2 Balances Energéticos

Definimos las energías del fluido por unidad de volumen:

· Energía Cinética E=½ ρv2

· Energía Potencial ρgz

· Energía Interna U=ρ.cv.T

El calor intercambiado será Q y el trabajo L. Los valores por unidad de masa se

definen con minúsculas (e, u, q, l, i).

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Para un sistema CERRADO, las energías potencial y cinética de entrada y de salida son iguales por definición. Luego, el balance de energía por unidad de masa es

q - l = u2 - u1,

Donde l es el trabajo de expansión por unidad de masa dentro del sistema:

Para un sistema ABIERTO, el trabajo total realizado por o sobre el fluido se compone del trabajo de expansión más los cambios de energía cinética y potencial entre los estados de entrada y salida del fluido:

El trabajo de total del sistema abierto será entonces:

Sustituyendo el trabajo l en el balance de energía del sistema cerrado y operando obtenemos el balance de energía del sistema abierto:

2.3 Conceptos Básicos: alturas, energías, caudales, potencias, pérdidas y rendimientos

ALTURAS

La norma ISO denomina a la altura como energía por unidad de masa dividida por

la gravedad, salvando de esa manera el escollo presentado por el Sistema

Internacional, pudiendo utilizar las alturas en el estudio de las turbinas con las

ventajas que ello reporta.

• Altura de Euler (HE) La altura de Euler es denominado también altura

teórica con un número infinito de álabes (Htα).

• Altura interna (Hi) es la energía hidráulica bruta real producida por la

turbina. Es la energía que se obtiene a partir del diagrama de velocidades

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real. En algunos textos se le denomina altura teórica (Ht). La altura interna

es la altura de Euler menos las pérdidas por imperfecciones en el guiado.

Hi = HE - hfig

• Altura absorbida (Ha) es la energía mecánica absorbida por la turbina y

transmitida

• por el motor de arrastre.

• Altura manométrica (Hm) es la energía hidráulica útil obtenida por la

turbina;

• ciertos autores prefieren denominarla útil o efectiva, Expresada de otra

manera es la energía hidráulica útil que la turbina le comunica al líquido. Se

obtiene restando las pérdidas hidráulicas a la altura interna. Hm = Hi – hfh

CAUDALES

• Caudal total (Qt) es el caudal que circula a través de los conductos del

rodete de la turbina.

• Caudal útil (Qu) es aquél que llega a la turbina y el que se conduce hacia la

tubería de descarga.

POTENCIAS

• Potencia de Euler (PE) es la potencia hidráulica bruta que se obtendría si se

cumpliera la teoría elemental del álabe

• Potencia interna (Pi) es la potencia hidráulica bruta real obtenida por la

turbina o sea la parte de la potencia mecánica recibida del motor de arrastre

convertido en hidráulica. Pi = ρ g Qt Hi

RENDIMIENTOS

• Eficacia del álabe (ea) es el cociente entre la altura interna y la de Euler.

Ea = Hi/HE.

• Evalúa la manera más o menos perfecta del guiado del líquido al atravesar el

rodete. No se representa con el símbolo normal de los rendimientos (η) por

no tratarse de un rendimiento energético.

• Rendimiento manométrico o hidráulico (ηm o ηh). Evalúa el comportamiento

hidráulico de la turbina, considera por tanto las pérdidas hidráulicas dentro

de la turbina. ηm = Hm/Hi

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• Rendimiento volumétrico (ηv). Considera las pérdidas de caudal. ηv = Qu/Qt

2.4 Turbinas de Flujo Cruzado (Michell Banki)

La turbina de flujo transversal o Michell-Banki, es utilizada principalmente

para pequeños aprovechamientos hidroeléctricos. Sus ventajas principales están

en su fácil diseño y construcción.

• Las principales características de esta máquina son las siguientes:

• La velocidad de giro puede ser seleccionada en un amplio rango.

• El diámetro de la turbina no depende necesariamente del caudal.

• Se alcanza un aceptable nivel de rendimiento con pequeñas turbinas.

• Se puede regular el caudal y la potencia por medio de un álabe ajustable.

2.4.1 . Principio de funcionamiento

La turbina consta de dos elementos principales: un inyector y un rotor. El agua

es restituida mediante una descarga a presión atmosférica. El rotor esta

compuesto por dos discos paralelos a los cuales van unidos los álabes curvados

en forma de sector circular.

Fig. 03; Esquema turbina Michell Banki

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3 PROCEDIMIENTOS

3.1 ELECCION DEL LUGAR MATERIA DE ESTUDIO

La elección del lugar no es fácil, debido a que deben poseer características

apropiadas para la construcción de una microcentral, dado que el tamaño de los

ríos sobre los que se construyen estos aprovechamientos es muy pequeño y se

encuentran alejados de los poblados. Tal es así, el lugar materia de estudio es el

canal de irrigación que se halla en el anexo de Raquina, distrito de Pucará,

provincia de Huancayo. Ver figuras:

Fig. 04; Municipalidad distrital de Pucará.

Fig. 05; Ubicación del anexo de Raquina

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Fig 06 Anexo de Raquina y Ubicación del canal

3.2 ELECCION DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE MEDICIÓN

Para la toma de datos se ha visitado a la localidad de Raquina, para ello se ha

utilizado: Un flexómetro de 5m, una wicha de 50m, un GPS marca GARMIN,

libreta de apunte, cámaras fotográficas, pedazo de madera y el cronómetro. Ver fig

04.

Fig. 07; Instrumentos y equipos de medición

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3.3. MEDICIÓN POR EL METODO DE OBJETO FLOTANTE.

Para ello, se ha identificado la parte más lineal del canal y se ha señalado dos puntos

de longitud 50 m, en ello se ha medido los tiempos de recorrido de los tacos de

madera sobre el flujo de agua en el canal, tal como se muestra.

Fig. 08 Medición por método de objeto flotante

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3.4 DETERMINACIÓN DEL LUGAR Y DE LA ALTURA

Para la determinación del lugar se realizó trabajos de campo analizando el suelo por

simple inspección escavado en diferentes lugares y comparando los diferentes tipos

de suelo.

El lugar seleccionado tiene un tipo de suelo arcilloso con pocas rocas siendo ideal

para la construcción de obras civiles porque tiene gran resistencia al peso de las

construcciones.

Para hallar la altura se ha utilizado el GPS marca GARMIN, el mismo que nos

permite determinar a qué altitud se halla el punto superior e inferior, con ello, se

determina la altura y la pendiente respectiva.

Fig. 09 Medición de alturas con el GPS

3.5 MEDICIÓN GEOMÉTRICA DEL CANAL.

Con fines de determinar el volumen del agua embalsado en la bocatoma, se

realizaron las mediciones correspondientes, tal como se muestra en la figura 07.

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Fig. 10 Medición geométrica para el embalse.

3.6 PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO

Para el cálculo del diseño hidráulico nos hemos basado al Paiper de Turbinas

Michell Banki, de la Facultad de Ingeniería – Laboratorio de Máquinas

Hidráulicas del curso de Pequeñas Centrales Hidráuilicas; y la Ficha Técnica

Turbina Michell Banki 2, soluciones prácticas ITDG, finalmente se ha utilizado

la serie MHPG, aprovechamiento de la fuerza hidraulica en pequeña escala-

volumen 3. Diseño e Ingeniería de equipamiento de una turbina de flujo cruzado.

4 RESULTADOS

4.1 Determinación del caudal

Método del objeto flotante

Para las mediciones de los datos necesarios para el cálculo del caudal se consideró

un tramo recto de 50m. de canal ubicado próximo a la bocatoma.

Como objeto flotante se utilizó trozos en forma de paralelepípedo de madera seca

de 50x50x100mm.

Mediciones de tiempo y determinación de las velocidades

Para tener información confiable se consideraron 5 mediciones, obteniendo los

resultados mostrados en la tabla 01.

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Tabla 01; Determinación de la velocidad del flujo de agua

Longitud (m) Tiempo en recorrer la

longitud(s)

Velocidad

instantánea(m/s)

501 =l 55,191 =t 567,21 =v

502 =l 00,211 =t 381,22 =v

503 =l 93,201 =t 389,23 =v

504 =l 43,201 =t 447,24 =v

505 =l 00,201 =t 500,25 =v

La velocidad con la que se trabajará en los cálculos de la potencia es la velocidad

promedio de las cinco velocidades.

554321 vvvvv

Vp

++++=

Vp = 2,45 m/s

4.2 Determinación de la sección de agua

El canal abierto tiene la forma rectangular, con 0,50 m. de ancho y una altura de

0,40 m. de concreto con espesor promedio de las paredes y base de 0,15m.

Ancho de canal: a = 0,50 m.

Altura de agua: h = 0,25 m.

Sección:

axhA = A = 0,125 m2

El caudal:

pVAQ *=

Q = 0,306 m3/s

4.3 Resultados de altura del salto.

Las mediciones se hicieron con GPS: GERMAR, modelo OREGON 550.

Medición de la cota base a nivel del eje de la turbina

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ho = 3 368 msnm.

Medición de la cota a nivel del espejo de agua en la toma:

H1 = 3 413 msnm.

Altura bruta: h = 3 413 - 3 368 = 45m.

4.4 Determinación de la pendiente de la tubería forzada:

Longitud de tubería: l = 57 m.

Altura bruta: h= 45m

θlsenh =

De donde se determina la pendiente:

°= 52θ

4.5 Determinación del volumen de agua embalsado en la toma:

Vista superior de la toma:

Fig. 11; Vista superior de la toma

l

hsen =θ

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Fig. 12; Vista en corte de la toma

4.6 Volumen de agua embalsado en la toma:

Área en la sección transversal: A= 2,99m2

Longitud del embalse: L=13m.

Volumen embalsado:

AxLVol =

Vol = 38,87 m3

Finalmente presentamos el esquema desde la toma de agua del río hasta la

instalación de la casa de máquina, tal como se muestra en la figura siguiente.

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Fig. 13; Esquema minicentral de Raquina

4.7 Determinación del potencial hidráulico

La potencia disponible, dependerá de las variaciones en el caudal y de los

rendimientos de los equipos instalados. El rendimiento de los equipos dependerá de

la tecnología empleada en los distintos procesos de transformación, y esta a su vez,

del presupuesto disponible para la elección de Alternativas. Sin embargo, no

siempre la tecnología más perfecta es el más adecuando. Es conveniente realizar un

cálculo aproximado del potencial energético mediante la fórmula:

Potencia =9.81*Q*H*n

Donde Q es el caudal en metros cúbicos por segundo y H es la altura útil η es la

eficiencia que depende de la tubería, de la eficiencia de la turbina y del alternador el

cual asumimos un valor teórico de 75% aproximadamente.

La Potencia de generación de nuestro trabajo es de:

P = 9.81*Q*H*n

P = 9.81x0,306x45x0.75 Kw.

P = 101.31 Kw.

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4.8 Selección de la Turbina.

Muchos fabricantes de turbinas proporcionan gráficos que nos ayudan a elegir la

turbina, en nuestro caso; utilizamos el diagrama de la fig. 10, reomendado por la

empresa Wasserkraft Volk, el cual está enfocado en turbinas para potencias en el

rango de 20 a 15000 kW. Con los datos calculados: h = 45m; Q = 0,306 m3/s, se

obtiene que la turbina elegida es: TURBINA DE FLUJO CRUZADO.(ver líneas de

color seleste).

Con el gráfico de la figura 11, que es para potencias pequeñas, proporcionado por la

empresa Savoia Generators; se obtiene una turbina DE FLUJO CRUZADO; o sea

una TURBINA MICHELL BANKI. (líneas de color rojo) Con ambas figuras se ratifica que la potencia se halla alrededor de 100 Kw, tal como se ha obtenido en el cálculo.

Figura 14; Gráfico de selección de turbinas de la empresa Wasserkraft Volk

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Figura 15; Gráfico de selección de turbinas de la empresa Savoia Generators

De las figuras 10 y 11, se selecciona la turbina pertinente, en nuestro caso existen dos

alternativas; una MICHELL BANKI Y otra PELTON. Sin embargo el más óptimo es el

de Flujo cruzado, toda vez que la intersección de las líneas de Caudal y Altura cae casi

al centro del ábaco de Michell Banki. En el ábaco de turbina Pelton, la intersección

llega al extremo, en consecuencia no es recomendable.

4.9 DISEÑO HIDRAULICO DE LA TURBINA MICHEL BANKI.

Los cálculos se muestran en la tabla Nº 01, que corresponde a parámetros de

Turbina Michell Banki, el mismo que se halla en EXCEL.

Tabla Nº 02; Parámetros calculados de Turbina Michell Banki.

CALCULO DE TURBINA MICHELL BANKI

DATOS

CALCULO

CAUDAL Q 0,300 m3/s

COEFICIENTE DE VELOCIDAD Kc 0,967

ACELERACION DE LA GRAVEDAD g 9,810 m/s2

ALTURA NETA Hn 45,00 m

VELOCIDAD ABSOLUTA DEL FLUIDO c1 28,733 m/s

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ANGULO ENTRE LA VELOCIDAD ABSOLUTA Y LA VELOCIDAD TANGENCIAL α1 16,102 ο

ANGULO ENTRE LA w1 y u1 β1 30,000 ο

VELOCIDAD TANGENCIAL DE LA TURBINA u1 13,802 m/s

VELOCIDAD RELATIVA DEL FLUIDO w1 15,937 m/s

COMPONENTE DE LA VELOCIDAD ABSOLUTA EN LA DIRECCION MERIDIANA cm1 7,969 m/s

DIAMETRO EXTERNO DEL RODETE D 0,400 m

REVOLUCIONES EN EL RODETE n 58,738 rpm

EFICIENCIA DE LA TURBINA BANKI 0,70

INVESTIGACIONES QUE DETERMINAN EL NUMERO OPTIMO DE ALABES

Vigm,

1986

CCCP

NUMERO DE ALABES Z 24

RENDIMIENTO HIDRAULICO ηh 78,000

RELACION DIAMETRO EXTERNO Y DIAMETRO INTERNO D/d 0,630

RELACION DIAMETRO EXTERNO Y ANCHO DE ROTOR D/B 3,000

DIAMETRO INTERNO DEL RODETE d 0,252 m

DISCOS INTERMEDIOS Zd 1

RELACION DEL NUMERO DE ALABES (Za/z) XZ 0,250

NUMERO DE ALABES DE ADMISION za 6

ANCHO DE ADMISION B 0,120 m

RENDIMIENTO MAXIMO η 0,861

POTENCIA EN EL EJE P 92,647 kW

PASO ENTRE ALABES pZ 0,052 m

AREA DE ADMISION AB 0,038 m2

ANGULO ENTRE ALABES Z^ 15,000

ο

ϒ 22,500 ο

θ 52,500 ο

λ 142,500 ο

δ 75,000 ο

ANCHO RADIAL DEL ALABE A 0,074 m

CUERDA DEL ALABE Aρ 0,085 m

RADIO DEL ALABE Ra 0,070 m

RADIO DEL ROTOR R 0,200 m

ESPESOR DEL ALABE e 0,006 m

ARCO DE ADMISION La 0,350 m

ANGULO DE ADMISION θa 100,313 ο

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Tabla Nº 03: Ángulos de entrada y salida de flujo

ANGULOS

α1 β1

15,000 28,180

15,200 28,510

15,400 28,850

15,600 29,170

15,800 29,500

15,900 29,670

16,000 29,830

16,100 29,990

16,102 30,000

16,200 30,150

16,400 30,480

16,600 30,800

16,800 31,120

17,000 31,440

Tabla 04 NUMERO OPTIMO DE ALABES

Item z D/d D/B ηh Referencia

1 26 0,66 4,25 80,60 Yokohama, 1985 Japon

2 24 0,63 3,00 78,00 Vigm, 1986 CCCP

3 30 0,66 1,00 75,00 Ganz, 1984 Hungria

4 20 0,66 0,25 75,00 Alabama, 1983 USA

5 24 0,66 1,28 73,00 Resita, 1983 Rumania

6 24 0,54 0,81 71,30 KTU, 1983 Trazbon Turquía

7 20 0,66 1,09 68,00 Oregon, 1949 USA

8 36 0,67 3,26 66,00 VDI, 1981 Etiopia

9 27 0,62 1,87 60,60 Los Andes, 1973 Colombia

10 30 0,83 1,44 55,50 ODTU, 1985 Ankara Turquía

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Tabla Nº 05 Número de discos intermedios.

NRO DE DISCOS INTERMEDIOS

NRO

0

1

2

3

4

5

6

7

8

5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones

• El método de elementos flotantes, es práctico y nos ha permitido determinar la

velocidad del flujo de agua en el canal, el mismo que es en promedio de 2,45

m/s.

• El caudal obtenido por este método es 0,306 m3/s, que consideramos importante

para accionar una turbina pertinente.

• La potencia obtenida en el cálculo es de 101.31 kW, y es congruente con los

datos que nos sugieren los diagramas de selección de los fabricantes, solo con un

margen de 1.3% de error.

• La turbina elegida para el caudal y altura obtenida en el proceso de toma de

datos es el Michell Banki.

• La turbina Michell Banki, diseñado otorga una potencia en el eje de 92.65 kW,

con un rendimiento máximo de 86%.

Recomendación

• Se recomienda seleccionar, analizar y realizar el diseño de la turbina de acuerdo

a los datos obtenidos en el trabajo de campo como son el caudal y la altura.

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• Se recomienda conocer a más detalle las condiciones ambientales del lugar

donde se realizara el diseño de la turbina.

• En caso de no contar con herramientas de medición del caudal y la caída de

agua se recomienda utilizar los métodos del objeto flotante y el método de

manguera de nivelación respectivamente.

• Es recomendable utilizar software para el cálculo de parámetros de una turbina.

• Para seleccionar una turbina, es recomendable que la intersección de las líneas

de Caudal y altura lleguen dentro del ábaco correspondiente y no al extremo.

• La metodología establecida en el presente trabajo de investigación, nos permitirá

desarrollar otros proyectos de pequeñas centrales hidroeléctricas en zonas donde

aun no se ha aprovechado tanto el caudal ni las caídas o saltos de agua en zonas

alejadas de nuestro país, el mismo que nos permitiría elevar el coeficiente de

electrificación nacional con el consiguiente mejora de la calidad de vida de

zonas en extrema pobreza

6 REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

• Espinoza Montes, Ciro. Sistema problemático. Diseñando líneas de

investigación. Huancayo, Perú: Imagen Gráfica, diciembre de 2011

• Teodoro Sánchez y Javier Ramírez, Manual de Mini y Microcentrales

Hidráulicas. Perú: Empresa SATIS S.R.L, 1995

• Ariel R. Marchegiani. Similitud Hidráulica y Semejanza. Buenos Aires,

Argentina: Universidad de Comahue, 2006

• Almandoz Berrondo, Jabier. Mongelos Oquiñena, y Belén Pellejero Salaberria.

Apuntes de Máquinas Hidráulicas. San Sebastián: Unibertsitate Eskola

Politeknikoa, 2008

• Juan Miguel Marin Ureña. Estudio de costos de instalación de sistemas pico y

micro hidroeléctrico (100 W a 100 kW). Costa Rica: Universidad de Costa Rica

Facultad de Ingeniería Eléctrica, Junio del 2007.

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7 ANEXOS

UBICACIÓN DEL LUGAR

MAPA DE POLITICO HUANCAYO-PUCARA-RAQUINA

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UBICACIÓN DE LA CENTRAL

UBICACIÓN DEL PUNTO DE LA TOMA DE AGUA

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TRAZO DE LA TUBERIA