Pregunta: Una turbina Francis diseñada con ns = 140, para su punto de máximo rendimiento se encuentra instalada en una central cuya altura bruta es Hb = 180 m y arrastra un alternador de 5 pares de polos (f = 50 Hz). La tubería forzada que conduce el agua desde la presa hasta la turbina tiene un diámetro de 1,5 m y las pérdidas de carga producidas en ella desde la

Una turbina Francis diseñada con ns = 140, para su punto de máximo rendimiento se encuentra instalada en una central cuya altura bruta es Hb = 180 m y arrastra un alternador de 5 pares de polos (f = 50 Hz). La tubería forzada que conduce el agua desde la presa hasta la turbina tiene un diámetro de 1,5 m y las pérdidas de carga producidas en ella desde la presa hasta la entrada en la turbina valen Hforz = 0,05 Q2 m; Q en m3/s. Se considerará que el punto "2" de salida del rodete coincide con la entrada al tubo de aspiración, y que está en la misma cota geodésica que el punto "1" de entrada al rodete. Igualmente se considerará que la entrada a la turbina (punto “e”) se encuentra 4 m por encima de la entrada al rodete (ze - z1 = 4 m), y la salida de la turbina (punto "s") se encuentra en la superficie del canal de desagüe. De estudios anteriores se conoce que para el ns de esta turbina (en su punto de máximo rendimiento): η= 90%, N11=65rpm.;Cu2=0; ηh=93%, ηv =100%. Considerando que la turbina está funcionando en su punto de máximo rendimiento y que está instalada con una altura de suspensión HS = HSmáx - 0,5 m, (HS = z2 - zs ; Hsmáx es la altura de suspensión a la cual se produce cavitación incipiente) y que en estas condiciones las pérdidas de carga en el interior de la turbina (He-s = Hint) pueden considerarse repartidas de la siguiente manera: He-1 = 30% Hint; H1-2 = 50% Hint; H2-S = 20% Hint. Además, patm. local = 710 mm Hg ; y la presión de vapor de agua a la temperatura de trabajo, pV = 1 705 N/m2 . Determine: a) El caudal, la altura neta y la potencia desarrollada. b) El triángulo de velocidades a la entrada y a la salida del rodete. c) El dimensionamiento de la turbina d) Las presiones a la entrada de la turbina, entrada del rodete y entrada del tubo de aspiración.