Diseño e Implementación de un Módulo de Turbina Francis para el Laboratorio de Termofluidos 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 de las cuales no aprovechamos la geografía nacional con la que contamos y es nuestra obligación aprovechar al máximo y de manera responsable la riqueza hídrica de nuestro país, y para ello debemos valorar al agua como un bien económico, social y ambiental, 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 con el diseño de un módulo de turbina Francis con las siguientes características: una altura neta de 8 m, potencia al eje entregada de 12 W a una velocidad de giro de 1100 RPM. Logrando una eficiencia de hasta 48%, el cual está en el rango de eficiencias para turbinas Francis en microgeneración, considerando lo anterior, el caudal ideal de trabajo es entre 20 a 50 LPM. El diseño de la turbina consta principalmente de:  Cámara espiral.  Alabes directrices: Fijos: Pre distribuidor compuesto por 7 alabes. Móviles: Un distribuidor constituido por 12 álabes directores (Con un ancho de 5mm)  Rotor o rodete de 7 alabes que es el corazón de la turbina ya que ahí tiene lugar el intercambio de energía entre la máquina y el fluido. 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 10% a 48%, velocidad optima de rotación entre 600 a 1170 RPM, las cuales varían según la altura neta y caudal. Palabras claves: Turbinas hidráulicas, Turbina Francis, álabes móviles directores, Curvas características.