Turbina pelton

Es una turbina diseñada para trabajar con grandes alturas con un determinado flujo de líquido.

Esta turbina no presenta problemas sobre la cavitación.

Posee problemas de erosión por las gotas de agua.

Es recomendable usar esta turbina por sobre los 800 metros.

El flujo del chorro es tangencial.

Partes que lo componen

Inyector: elemento que convierte la energía de presión en energía cinética. Este varía el caudal de la turbina.

Deflector: elemento curvado que varía el caudal cuando este disminuye cuando la carga disminuye, es decir variar el chorro de agua que se dirige hacia las cucharas.

Rodete: Elemento con alabes con forma de cuchara que transforme la energía hidráulica en energía mecánica. El choro que impacto a las cucharas es en forma tangencial.

Cucharas: Elemento de bronce que recibe el impacto de chorro de agua, generalmente son de bronce o algún acero especial para evitar la corrosión.

Carcasa: elemento metálico que cubre a los mecanismos de la turbina, asimismo evita que el agua se escape mientras esté funcionando la turbina.

Eje: elemento unido firmemente al rodete.

Cámara de descarga: lugar en donde se junta el agua que cae al chocar con las cucharas.

Distribuidor: elemento que aumenta la energía cinética del fluido disminuyendo la sección de paso porque el rodete de esta turbina solo recibe energía cinética. Este solo puede tener a lo más 6 distribuidores.

Una de sus utilidades es en la represas para generar electricidad, esta se genera cuando desciende el agua he impacta al chorro, mientras a mas altura venga el líquido más potencia se obtendrá.

Luego al impactar las cucharas axialmente, las cucharas por la fuerza que viene el chorro girara, por ende este hará girar el eje y se generara energía eléctrica dentro de unos generadores.

La velocidad de esta turbina una vez que comienza es una velocidad angular constante.

Turbina Francis

Turbina diseñada para trabajar a variados saltos y caudales, es utilizada generalmente por su buena eficiencia, a diferencia de la pelton el flujo entra por la periferia del rodete.

Partes que lo componen

Cámara espiral: elemento mecánica con forma de espiral, dentro de esta atraviesa el agua a una velocidad constante para evitar la turbulencia y evitar las pérdidas de carga.

Distribuidor: elemento formado por alabes que guían el flujo de agua, estos regulan el flujo de caudal que pasa por el rodete.

Rodete: elemento en el que se obtiene la energía mecánica, está constituido por un numero variado de alabes, la forma geométrica mecánica del rodete depende del salto, caudal o de la velocidad especifica con la que se deseara trabajar.

Tubo de aspiración: mecanizado que da continuidad al flujo, además entrega la energía necesaria que se requiere o entrega la energía que el rodete no género en su momento.

Dentro de la turbina a medida que avanza el caudal hay variaciones de presión que en su trayecto va perdiendo energía, el flujo que actúa en este generalmente es axial. Estas turbinas pueden trabajar en forma horizontal y vertical al igual que la pelton.

Pero para trabajar con grandes potencia es recomendada usarla verticalmente

Esta turbina se puede clasificar como:

Turbina Francis lenta: para saltos de gran altura, alrededor de 200 m o más.

Turbina Francis normal: para saltos de altura media, entre 200 y 20 m.

Turbinas Francis rápidas y extra rápidas: para saltos de pequeña altura, menores a 20 m.

La instalación para este tipo de turbinas se realiza generalmente en centrales para la alimentación del agua, para esto se requiere un embalse. la particularidad de la instalación de estas turbinas, es que radica en que los elementos cámara espiral, distribuidor, rotor, tubo de aspiración, se encuentran a una cota inferior respecto a la cota del agua a su salida.

La energía de presión del agua del embalse se convierte en energía cinética por el recorrido de la tubería de descarga, la cámara espiral y el distribuidor.

Lo que provoca el giro del rotor en algunos casos como al pasar a través de los álabes de la turbina.

A la salida del rotor, en el tubo de aspiración se produce una succión, es decir, en este conducto se lleva nuevamente la energía cinética para convertirla en energía de presión.

Turbina Kaplan

Turbina de hélice con alabes ajustables, la dirección del flujo de agua va en dirección radial.

Partes que lo componen:

Las partes son casi parecidas a las demás turbinas pero su diferencia está en el rodete con forma de hélice, para ser utilizado en flujos y saltos constantes.

La entrada de agua es a través de un canal abierto, entra al caracol donde se distribuye uniformemente hacia el distribuidor que lo envía hacia otro distribuidor que es móvil, donde se varia su caudal y continúa su paso axial hacia el Rodete donde da su energía, este se descarga en el mismo sentido axial que el tubo de aspiración o difusor, por ende entrega esta agua al canal de descarga. Todo el anterior ciclo se cumple sin que el agua entre en ningún momento en contacto con la atmósfera. En esta turbina los distintos ángulos de los alabes del rodete aumentan su rendimiento ajustado a la caída de agua, obteniendo el rendimiento máximo en cada condición de funcionamiento, por lo que lo anterior de las turbinas Kaplan son especialmente aptas para las plantas de bajo salto, en las que hay variaciones de salto y/o caudal.

Turbina Banki

Turbina de simple diseño y construcción especialmente para en su rodete que el espacio entre alabes es muy corto, esto para poder tener una presión constante que será la presión atmosférica.

Se puede trabajar a variados caudales y alturas sin disminuir su eficiencia.

Partes que lo componen:

Carcasa: elemento construido de acero muy liviano resistente a los de golpes y a cambios bruscos de temperatura.

Rodete: elemento principal, Es equipado de álabes fabricados de un acero laminado brillante. Estos trabajan axialmente.

Tubo de aspiración: elemento donde ingresa el fluido pero este elemento es capaz de aprovechar el aumento de caudal sin tener pérdidas a variados saltos. Este último debe ser regulado por una válvula.

Inyector: elemento que guía al agua para que ingrese al rotor con un ángulo específico para un mejor aprovechamiento de la energía.

Campo de aplicación:

Caídas: A = 2 - 200 m

Caudales: Q = 0,04 a 12 m³/s.

Potencias: P = 2000 kW

Unas de las características de esta turbina son:

Su diámetro no depende del caudal que ingresa. La velocidad de giro puede variar dependiendo al trabajo que se disponga. Su rendimiento no varía si se utiliza otra potencia en la turbina. A través de los alabes se puede ajustar la potencia y el caudal.

Además esta turbina es utilizada para la producción de energía eléctrica a baja escala, sus velocidades especificas (Ns) varía desde 18 a 60 en función del caudal.