Diseño e Implementación de un Módulo de Turbina Pelton para el Laboratorio de Energía de la Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica, Mecánica-Eléctrica y Mecatrónica

Abstract

La generación de energía eléctrica mediante centrales hidroeléctricas y la diversificación de ellas producen menor dependencia del suministro de combustibles fósiles y se aprovecha los recursos hídricos de nuestro país, por lo cual este proyecto busca ser una herramienta para reforzar los conocimientos teóricos de los futuros profesionales de la Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica, Mecánica-Eléctrica y Mecatrónica. El desarrollo de este trabajo se plantea el diseño de un módulo de turbina Pelton con las siguientes características: altura neta (H) de 6 m, potencia mecánica (P) de 20 W a una velocidad (N) de 1200 rpm. Para el diseño se considera una eficiencia del 70%, el cual está en el rango de eficiencias para turbinas Pelton en microgeneración, considerando lo anterior, el caudal obtenido es de 30 l/min. Tras el diseño del rodete se obtienen los principales resultados que son el diámetro Pelton de 91 mm, diámetro de puntas de 108 mm, número de cucharas de 18 con un ancho de 30 mm y el largo de 28 mm. En el proceso de funcionamiento y evaluación del módulo se logró visualizar el proceso de transformación de energía, obteniéndose las curvas características entre los principales resultados son: eficiencia entre 55% a 60%, velocidad optima de rotación entre 950 rpm a 1170 rpm, las cuales varían según la altura neta y la apertura del inyector. Finalmente se entregan guías de funcionamiento y pruebas del módulo de turbina Pelton, así como los planos. Palabras claves: Turbinas hidráulicas, Rodete Pelton, Curvas características