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-TURBINA KAPLAN

4. TRIANGULO DE VELOCIDADES. • Figura 1

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Figura 2

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4.1. REGULACION, GIRO DE LOS ÁLABES (I) ❖ El giro de los álabes del rodete permite busca el punto óptimo de trabajo.

❖ Se busca que el fluido de agua a la salida sea totalmente axial

❖ El giro de los álabes del distribuidor permite modificar

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4.2.

REGULACIÓN, GIRO DE LOSÁLABES (II).

4.3. REGULACIÓN, GIRO DE LOS ÁLABES (III).

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5. APLICASIONES DE LA TURBINA KAPLAN: •

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La importancia de las turbinas hélice y Kaplan en pequeños saltos con grandes caudales, las hacen idóneas tanto en posición horizontal como vertical; por su similitud con las turbinas bulbo, empleadas tanto en centrales mareomotrices como en algunas minicentrales hidráulicas, prestamos este somero estudio que permite comprender sus funcionamientos y campos de aplicación. La tendencia a la construcción de turbinas cada vez más rápidas, para velocidades especificas ns mayores de 450, conduce a las turbinas hélice y Kaplan, ya que en las turbinas Francis con ns del orden de 400, el agua no se puede guiar y conducir con precisión. El rodete está compuesto por unas pocas palas, que le confieren formas de hélice de barco; cuando estas sean fijas, se llama turbina hélice, mientras que si son orientables se le denominan turbinas Kaplan; ambos casos las turbinas funcionan con un único sentido de giro de rotación; son pues turbinas irreversibles. Si además de tener las palas orientables, las turbinas funcionan en los dos sentidos de rotación (turbinas reversibles), y así mismo pueden actuar como bombas hélice accionadas por el propio generador, se las denomina turbinas bulbo. En las que sigue es utilizar una teoría relativa al cálculo de turbinas Kaplan que se pueden aplicar directamente a las turbinas hélice y bulbo. Para una turbina de hélice del tipo que sea, si se supone C1 uniforme para toda la altura del perfil, las distintas curvaturas de las palas se deducen de las distintas velocidades periféricas Cu que tiene la rueda en los diversos puntos, la figura siguiente, muestra de que forma, siempre se cumpla que: 𝐶𝑢 = 𝑐𝑡𝑒

6. USO • La utilización de las turbinas Kaplan en pequeños saltos con grandes caudales, las hacen factibles para proyectos hidroeléctricos, tanto en posición horizontal como vertical. • Utilizadas para grandes caudales de (0.7- 1000 m3/s) • Son las turbinas más económicas para medianas y grandes potencias • Actualmente su rendimiento máximo llega a superar el 95% • Utilizadas para potencias de (50 – 180000 KW) • Se utiliza para gastos muy grandes

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CONCLUSIÓN

2. La turbina Kaplan es mucho más costosa que la Francis, por la forma de regulación de la turbina, la mejora de los resultados a carga parcial es tal, que la turbina con álabes fijos sólo se instala en emplazamientos donde la altura y la carga son constantes. La doble regulación de una turbina Kaplan hace que ésta sea más cara que una Francis de igual potencia, por lo que se utilizan en aquellas instalaciones en que se desee conseguir rapidez de giro y máxima facilidad de regulación. 3. El tubo de aspiración, debe tener sección suficiente y de forma tal que permita la máxima recuperación de la energía cinética del agua a la salida del rodete, factor sumamente importante en las turbinas Francis, hélice y Kaplan, en las que dicha energía aumenta con el incremento de la velocidad específica. De otro modo, el rendimiento sería muy bajo. 4. Las turbinas Kaplan entran en competencia con las turbinas Francis para saltos entre 30 y 70 metros. Las primeras presentan la ventaja de adaptarse mejor a las variaciones de carga, funcionando con un buen rendimiento al 40% de la carga máxima, mientras que, en la Francis, aproximadamente a un 60% de la carga máxima, aparece un fenómeno denominado antorcha que puede dar lugar a fuertes vibraciones. Por otro lado, las Kaplan para saltos mayores de 50metros, y a igual de potencia, tienen un diámetro mayor que las Francis.

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BIBLIOGRAFIA 1. Turbomáquinas hidráulicas. Encinas Polo, Manuel, Editorial LIMUSA. 2. Turbinas hidráulicas. Pedro Fernández Díez, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Energética Universidad de Cantabria. 3. Mecánica de fluidos y Maquinas hidráulicas. Claudio Matáis, Segunda Edición, Ediciones del Castillo, S.A. Madri

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