¿Qué es una turbina hidráulica?
Una turbina hidráulica es una máquina que convierte la energía de mover agua en la fuerza de rotación de un eje. El eje giratorio se puede conectar a un generador para crear electricidad. La principal distinción de una turbina hidráulica de otra es si se trata de una reacción o tipo de impulso. Estas categorías se clasifican aún más en diseños específicos, incluidos Francis, Kaplan, Pelton, Turgo y Turbinas de flujo cruzado.
Una turbina de reacción crea rotación al encerrar el eje con su rueda unida en una carcasa para contener la presión del agua y operando inmerso dentro del flujo de agua. Las palas en ángulo alrededor del eje en una reacción de la turbina hidráulica hacen que el ascensor emprenda la presión y la fuerza del agua y lo conviertan en rotación. Las turbinas de reacción generalmente funcionan con la cabeza baja a moderada, o la presión del agua, niveles.
Un tipo de reacción es el diseño de Francis. Una entrada en forma de espiral dirige agua a la rueda o corredor. Guía de paletas ajustables tRiega contra el corredor en el ángulo deseado. La presión y el flujo del agua cambian por la reacción con el corredor, creando así el par.
La turbina Kaplan, o hélice, es otra variación en el tipo de reacción. El diseño incorpora paletas para guiar el flujo de agua y las cuchillas en el eje del rotor similar a la hélice de un barco. Las cuchillas son ajustables para maximizar la eficiencia a través de un rango de niveles de presión si hay suficiente flujo de agua, lo que hace que este diseño sea muy flexible.
Una turbina de impulso crea rotación a través de la fuerza de una corriente de agua dirigida hacia una serie de cubos, o tazas, que rodea el eje. Los cubos no están sumergidos en agua, sino que se mueven por la corriente de agua. La velocidad del agua se incrementa al forzarla a través de una boquilla antes de que golpee los cubos. Las turbinas de impulso pueden funcionar a altos niveles de la cabeza y no requieren la ruedapara ser encerrado.
La versión Pelton de la turbina hidráulica de impulso, es decir, la rueda Pelton, tiene una serie de cubos en un anillo alrededor del eje. Los cubos se dividen en el medio, por lo que la fuerza del agua de la boquilla no está bloqueada por un cubo para llegar al siguiente. El agua se curva alrededor de la forma de cada cubo redondeado a casi 180 ° y su velocidad disminuye sustancialmente. El agua lenta cae en un canal de descarga debajo de la turbina.
Otra turbina de impulso es el diseño de Turgo. Esta unidad es similar a la rueda Pelton, pero los cubos están planos en un borde rodeado de una banda rodeadora. La boquilla dirige el agua contra los cubos para que ingrese en un lado y se descargue en el otro. El Turgo maneja una velocidad más alta que la configuración de Pelton usando una rueda más pequeña porque el agua de entrada no se mezcla con la descarga.
Las turbinas de flujo cruzado funcionan con un rotor en forma de tambor limitado en cada extremo y unidos con listones redondeados thAT a veces están en un diseño de hélice o doble hélice. La boquilla de esta turbina hidráulica dirige el agua a través del rotor de manera que el agua contacte las cuchillas dos veces antes de gastar su energía y caer en la descarga. Las turbinas de flujo cruzado pueden funcionar con muy poca cabeza, incluso con un flujo grande.