Análisis del comportamiento de una turbina Francis a través de la determinación experimental de sus curvas características de funcionamiento

Abstract

En el mundo actual nadie puede pensar que podamos vivir sin energía eléctrica, nuestra vida diaria gira en torno a apagar y prender los interruptores de la luz y, aún más vivimos rodeados de equipos que necesitan energía eléctrica para funcionar, pero nadie se pregunta de dónde viene la electricidad; pero unos pocos sabemos que las generadoras de la luz, son las centrales hidroeléctricas que transforman la energía hidráulica en energía eléctrica, pero realmente la que realiza esa transformación tan importante es la turbina, para más adelante convertirla en energía eléctrica con ayuda de un generador, es decir la turbina es el cerebro de una central hidroeléctrica; en este contexto tan importante de nuestra realidad nos propusimos como objetivo de nuestra investigación analizar y estudiar el comportamiento de la turbina Francis a través de la determinación experimental de sus curvas características de funcionamiento y, obteniéndose buenos resultados en el diseño de ensayos experimentales que nos permitieron calcular los parámetros experimentales que nos permitieron graficar con éxito las curvas características del par de giro, potencia y eficiencia de la turbina Francis, aplicando la metodología del Ensayo Técnico de Ingeniería consistente en la preparación o puesta en servicio del módulo de laboratorio para posteriormente ejecutar los ensayos experimentales para recabar los parámetros que nos permitieron graficar las curvas características en un trabajo de gabinete; cuyas tendencias coincidieron con las tendencias teóricas, lo cual validó la corrección con que se realizaron los ensayos técnicos. El estudio y análisis de las curvas características nos permitieron concluir que en el funcionamiento de la turbina se obtiene un par de giro máximo de 0,059 N-m a 515 RPM y una potencia al eje máxima de 7,147 W a 1300 RPM, y eficiencia máxima de 58,50% a 1300 RPM parámetros óptimos de funcionamiento de la turbina Francis, para un caudal de 24,44 L/min y, una altura de caída del agua de 3,058 m, parámetros que se mantienen constantes y que fueron simulados en el módulo del laboratorio.