Todo lo que necesitas saber sobre las Turbinas Pelton

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¿Cómo se clasifican las turbomáquinas?

Las turbomáquinas se pueden clasificar en diferentes categorías en función de su geometría y su funcionamiento. Podemos encontrar:

  • Francis
  • Pelton
  • Kaplan

Hoy nos vamos a centrar en las turbinas PELTON.

Probablemente ya hayas visto antes esta pieza. Pues las Turbinas Pelton llevan con nosotros desde la década de 1870 cuando Lester Allan Pelton inventó esta rueda que hoy vamos a conocer en profundidad.

Claro que desde entonces estas turbinas han ido incorporando mejoras significativas por otros inventores. A continuación vamos a estudiar sus características y solucionar todas las dudas en torno a esta pieza tan especial.

En este post aprenderás:

  • Qué es una Turbina Peltón
  • Cuáles son sus partes más importantes
  • Cómo funciona
  • Uso y clasificaciones

¿Qué es una Turbina Peltón?

De manera sencilla, una Turbina Pelton es una turbina hidráulica de impulso utilizada de manera general en centrales hidroeléctricas con gran altura vertical.

Para entender bien estas piezas, debemos atender a la definición de turbomáquina: Es una máquina cuyo elemento principal es un rodete (rotor) a través del cual pasa un fluido de forma constante, cambiando éste su cantidad de movimiento por acción de la máquina. De esta manera se obtiene una transferencia de energía entre la máquina y el fluido, la cual puede ser bien en sentido máquina-fluido o fluido-máquina.

Las Turbinas Pelton son un desarrollo adicional de la rueda de agua tradicional. Su objetivo es claro: Transformar la energía hidráulica en el impulso de uno o más chorros de agua a una velocidad muy alta a energía mecánica.

Son piezas de alto rendimiento, pues tienen una eficiencia del 92% de aprovechamiento de la energía hidráulica.

5 ventajas de estas piezas:

  • Son útiles para saltos de gran altura y caudales relativamente pequeños
  • Son más robustas
  • Presentan menos peligro de erosión de sus cazuelas
  • Sus reparaciones son más sencillas
  • Muy eficientes

Partes de una Turbina Pelton

Conoce los componentes principales de estas turbinas:

  • Una tubería llamada galería de presión para conducir el agua a la turbina desde grandes alturas.
  • Disposición de regulación de flujo y boquilla que acelera la velocidad del flujo de entrada.
  • Rotor y palas son los encargados de convertir la fuerza del agua en energía mecánica.
  • La carcasa donde se aloja el rotor. Está llena de aire con presión atmosférica.
  • El chorro de frenado se utiliza para detener la rueda en marcha cuando no está funcionando. Esto ocurre cuando la entrada de la boquilla se cierra con la ayuda de una lanza y luego se detiene el chorro de agua en los cubos.

¿Cómo funcionan estas piezas?

La Turbina Pelton se conecta a un tubo de presión desde una presa de gran altura. El agua entra en una o más boquillas provocando una aceleración violenta en el flujo de agua. En este momento, el chorro de agua golpea varias palas en forma de cuenco (cazuelas) provocando la rotación de la turbina y del eje.

El eje de la turbina está conectado a un generador que produce energía eléctrica.

En las versiones anteriores de estas turbinas, el agua todavía tenía una velocidad alta cuando abandonaba la rueda, por lo que gran parte de la energía cinética del agua no se utilizaba por completo.

Su inventor Pelton diseñó las palas para que el chorro de agua gire casi 180° después de dejar las palas. El agua sale de la rueda de la turbina a muy baja velocidad.

¿Cuál es el número óptimo de cazuelas que debe de llevar una turbina?

Al ver las imágenes de estas piezas, destacan las cazuelas de las turbinas. ¿Hay un número exacto de cazuelas que deben incorporar?

Son muchos los fabricantes que se han planteado esta pregunta. según un estudio elaborado por el Grupo de Energías Renovables y Grupo de Maquinaria de Fluidos de la Universidad de Lancaster.“ «Al identificar la mejor combinación de la posición radial y angular para cada número de cazuelas, se demuestra que la reducción del número de cazuelas más allá del límite sugerido por la documentación disponible, puede mejorar la eficiencia del rodete y ser beneficiosa desde el punto de vista de la complejidad y el coste de fabricación.»

En resumidas cuentas: la reducción del número de cazuelas disminuye la complejidad y el coste de la fabricación.

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