Descripción: Laboratoyio de Ingenieria Mecanica II
Descripción: Analisis practico del principio de funcionamiento de una turbina Pelton
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Laboratoyio de Ingenieria Mecanica IIDescripción completa
Descripción: Turbomaquinas
tesis de un banco de turbina pelton, universidad mayor de san marcos
Descripción: manual turbina pelton
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Ensaio de turbina pelton
La idea de transformar la energía hidráulica en energía mecánica es muy antigua las primeras maquinas fueron las ruedas hidráulicas, muy lentas y trabajando con bajas alturas (5 a 6m) . En …Descripción completa
Descripción: Pelton informe
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Descripción: 2017-II
Descripción: grfg
Universidade Federal de Juiz de Fora Faculdade de Engenharia Departamento de Engenharia de Produção e Mecânica Disciplina de Laboratrio de !istema Fluido Mecânicos Pro"# Dr# $ashington %rlando &rrazabal 'ohor(uez
Curvas Características de Turbina Pelton
Data do ensaio) *+,-.,*.-/ 0luno) 1ilson !ebastião 'ernardo Matr2cula) *.-.3-.+Data) +.,-.,*.-/ 1
SUMÁRIO
1 # 4 ' " $ +
Introdução .................................................. Ob!etivo ...................................................... Relação do Material .................................. Procedi%ento ............................................. Tabela de (ados ........................................ )or%ul*rio ................................................. Resultados .................................................. Conclusão ...................................................
4 " $ & 1 1# 14 1+
2
,IST- ( S/M0O,OS
Symbol
Details
Units
P2
Pump Inlet Pressure
Pa
P4
Turbine Inlet Pressure
Pa
Pressure difference Across the venturi
Pa
C d
Coefficient of discharge
5
A 1
Area at inlet to the venturi
m
2
A 2
Area at the venturi throat
m
2
Qv
Volumetric flow rate
m ∗s
6
Pump speed
rad∗s
W TH
ydraulic Power at the Turbine
$
W TS
Turbine Shaft Power
$
78 D :
!fficiency of pump Pump impeller diameter Pump total head
9 m Pa or
4
P1
−1
3
−1
−2
N ∗m
g
Acceleration duo to gravity
; =
Viscosity "ater density
−2
m∗ s
Pa
3
3
1 ITRO(U23O 6o ensaio de curvas caracter2sticas de turbina Pelton> trabalhamos com uma bomba rotodinâmica> sendo uma m?(uina hidr?ulica (ue esta no grupo de operatrizes> ou se@a> trans"orma energia mecânica em energia de "luido# A uma bomba centr2"uga radial> sendo (ue o "luido move5se do centro B peri"eria do rotor con"orme a CFigura - e utilizamos @untamente com a bomba> uma turbina Pelton CFigura +> (ue uma m?(uina hidr?ulica (ue do grupo de Motrizes> ou se@a> trans"orma a energia de "luido em energia mecânica> sendo (ue o "luido (ue entra radialmente nas conchas da turbina Pelton e sai radialmente da turbina e o "luido de trabalho de ambas B ?gua#
Figura 1: Esquema das partes principais da Bomba.
0 bomba possui um impulsor com seis p?s> con"orme a CFigura *#
Figura 2: Impulsor com seis pás.
4
!endo (ue a turbina Pelton CFigura +> o seu eio esta conectado em um dinamGmetro de turbina#
Figura 3: Turbina Pelton.
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O0TI5O Determinar as curvas caracter2sticas da turbina Pelton> para di"erentes a@ustes da v?lvula de agulha> sendo (ue B abertura da v?lvula agulha "i(ue em -..9> 3H9> H.9 e *H9# Ialcular potncia de eio> e"icincia da turbina Pelton e altura de carga# E construir as curvas caracter2sticas da turbina Pelton para cada abertura da v?lvula de agulha> sendo os gr?"icos de potncia de eio versus velocidade> e"icincia versus velocidade e altura de carga versus velocidade# &remos comparar com os dados do software KD0!> ve@a CFigura /#
Figura 4: o!t"are #$% que ligado ao $ispla&' coleta dados de !orma instant(nea ao e)perimento.
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# R,-23O (O M-TRI-, Foi utilizado um e(uipamento> (ue um sistema de 8 MFP -.CFigura H> (ue constitui de bomba centr2"uga compacta> reservatrio de ?gua> suporte de instrumentos> dinamGmetro universal> dinamGmetro de turbina> display digital de pressão> medidor tipo Kenturi> tubulação com v?lvula> sistema de a(uisição de dados vers?til e turbina Pelton CFigura #
Figura *: Equipamento T+ ,FP1-1.
Figura : Turbina Pelton.
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0 bomba rotodinâmica possui as seguintes caracter2sticas na C8abela -# &tem DimensNes 0limentação Eltrica Diâmetro do &mpulsor da 'omba Kelocidade M?ima da 'omba 8aa M?ima de Kazão Pressão M?ima de Entrega Ioe"iciente de Descarga do Kenturi Display de presão
Detalhes Largura) -O.. mm 0ltura) -3. mm Pro"undidade) O.. mm Fornecida a partir do dinamGmetro universal# -/* mm *O.. rpm / L s *#H bar Cnominal .>3 Peso) /Qg 0limentação) -.. KI0 a *. KI0R H. :z a . :zR - 0 Fus2vel) F#+ 0 4 P ) 8ransdutor de pressão Cdi"erencial *bar P ) Entrada simples Cmedida * −1
1
2
bar P4
) Entrada simples Cmedida
bar Tabela 1: /aracter0sticas da bomba rotodin(mica
0s caracter2sticas do dinamGmetro de turbina C8abela * e turbina Saplan na C8abela +# &tem DinamGmetro
0bsorção M?ima de Potncia
Detalhes Peso) 3>H Sg 0ltura) H/. mm Largura) *. mm Pro"undidade) --. mm 0proimadamente +.. $ Tabela 2: $inammetro de Turbina
4 PROC(IMTO Para a realização do eperimento> primeiro "oi aberta totalmente as duas v?lvulas> a v?lvula unidirecional de entrada da bomba girando5a completamente no sentido anti5hor?rio e a v?lvula de entrega (ue deve ser aberto at "icar paralela a tubulação e a@ustar a v?lvula de agulha para abertura de -..9> a CFigura um layout do sistema da bomba e turbina Pelton> @? no dinamGmetro da turbina CFigura 3> "oi desatarraado o controle de a@uste de tor(ue> de "orma (ue o "reio da correia "i(ue solto Cnenhum tor(ue> logo aps> "oi a@ustado o controle de velocidade do DinamGmetro Universal ao m2nimo Cnão precisa zerar> no sentido anti5 hor?rio> ligar a chave principal do acionador do motor e esperar por no m2nimo cinco minutos> para a(uecer e estabilizar os instrumentos de medição> em seguida conectar os tubos de medição de pressão no displa> (ue ser? conectado em 4 P > P e P > (ue são respectivamente a variação de pressão no tubo de Kenturi> a pressão de entrada da bomba e a pressão de entrada da turbina Saplan> se precisar podemos pressionar um botão de zerar no displa C Press and old to #ero> para aumentar a precisão dos dados gerados pelos sensores e sendo assim> podemos começar aumentando lentamente a velocidade de rotação da bomba rotodinâmica> at primo de *... rpm> para (ue a pressão de entrada da turbina Pelton "i(ue em .>H. bar e sendo assim podemos "azer a sangria> uma linha de drenagem C $leed %ine nas portas de drenagem C $leed Port > 1
2
4
para drenar o ar acumulado nos tubos de medição de pressão> em 4 P2
P1
>
e P # Feito todo este procedimento> podemos começar a realizar os ensaios> começando por a@ustar o tor(ue do dinamGmetro da turbina at a turbina obter uma velocidade (ue se@a um mVltiplo de -..> con"erir se a pressão de entrada ainda a mesma> ou se@a> este@a constante> e rea@ustando a velocidade da bomba se "osse necess?rio> e seguindo estes passos e ao mesmo tempo anotando os dados do Display da bomba e da turbina Pelton CFigura O> "oram "eitos 4
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Figura : $inammetro da Turbina Pelton.
Figura : Turbina Pelton.
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oito medidas para as (uatro di"erentes a@ustes da v?lvula de agulha> aberturas em -..9> 3H9> H.9 e *H9#
Figura : 5a&out do istema da Bomba e Turbina Pelton.
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' T-0,- ( (-(OS Iom a a@uda do display> "oi anotado os seguintes valores para as (uatro aberturas da v?lvula de agulha da turbina Saplan> (ue se encontra na C8abela / para B abertura de -..9> C8abela H para B abertura de 3H9> C8abela para B abertura de H.9 e C8abela 3 para ? abertura de *H9#
Tabela 4: %bertura de 1--6
Tabela *: %bertura de *6
Tabela : %bertura de *-6
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" )ORMU,ÁRIO Q V =C d∗ A1
√( ) 1 2∗ Δ P 1
ρ A 21 2
A 2
−1
!endo (ue a densidade da ?gua a temperatura de *.>. WI> −3
ρ= 998,23 Kg ∗m
!endo a aceleração da gravidade) g= 9,81 m / s
!endo
2
1¯ ¿ 1,0∗10 N / m 5
2
0ltura de carga total da turbina Pelton) H =
W TH ρ∗ g∗Qv
Potncia hidr?ulica na turbina Pelton) W TH = P4∗Q v
Potncia Mecânica no eio) % Displa de velocidade e tor(ue mede este parâmetro a partir do dinamGmetro de turbina# X potncia dispon2vel no eio da turbina# E"icincia da turbina) ηT =
W TS W TH
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$ RSU,T-(OS Feito os c?lculos das anotaçNes no software Ecel> para cada abertura da v?lvula de agulha de altura de carga> e"icincia da turbina> potncia hidr?ulica na turbina e vazão volumtrica se encontra na C8abela 3 para a abertura de -..9> C8abela O para a abertura de 3H9> C8abela para a abertura de H.9 e C8abela -. para a abertura de *H9#
Tabela : 7esultado para 1--6 de abertura da 8ál8ula de agul9a.
Tabela : 7esultado para *6 de abertura da 8ál8ula de agul9a.
Tabela : 7esultado para *-6 de abertura da 8ál8ula de agul9a.
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Tabela 1-: 7esultado para 2*6 de abertura da 8ál8ula de agul9a.
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Iom estes resultados> poss2vel gerar os seguintes gr?"icos de potncia versus velocidade CFigura -.> e"icincia versus velocidade CFigura -- e altura de carga versus velocidade CFigura -*> para as (uatro aberturas da v?lvula de agulha#
Figura 1-: ;rá
Figura 11: ;rá
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Figura 12: ;rá
Figura 13: ;rá
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+ COC,US3O 0nalisando os gr?"icos da potncia versus velocidade> nota5se (ue para (ual(uer abertura da v?lvula de agulha a potncia permanece constante ao longo do aumento de velocidade# J? nos gr?"icos de e"icincia> a abertura da v?lvula de agulha (ue possui melhor desempenho a abertura de H.9# %"erecendo uma e"icincia de (uase O.9# J? no gr?"ico de altura de carga> para as (uatro aberturas tem5se a mesma altura de carga> ou se@a> para (ual(uer abertura da v?lvula de agulha> a altura de carga ser? a mesma> dentro do intervalo de abertura "eito> (ue entre *H9 B -..9#