Tipos de Turbinas Hidráulicas y Principios de Hidrodinámica

Clasificación de las Turbinas Hidráulicas

Turbinas de acción

Se denominan también turbinas de chorro. En estas, el agua penetra en el rotor a presión atmosférica; es decir, es una vena líquida en contacto con el aire atmosférico. Además, en esta turbina, toda la energía potencial del salto se transforma en energía cinética antes de penetrar el rotor.

Turbinas de reacción

Ocurren cuando el agua llega al rotor con una presión hidrostática mayor que la atmosférica; es decir, entra con energía potencial de presión.

Tipos Principales de Turbinas

Turbina Pelton

La turbina Pelton es uno de los tipos más eficientes de turbinas hidráulicas. Es una turbomáquina motora, de flujo tangencial, admisión parcial y de acción. Consiste en una rueda dotada de cucharas en su periferia, las cuales están especialmente diseñadas para convertir la energía de un chorro de agua que incide sobre ellas. Estas turbinas están optimizadas para explotar grandes saltos hidráulicos de bajo caudal.

Turbina Francis

Estas turbinas hidráulicas pueden diseñarse para un amplio rango de saltos y caudales, siendo capaces de operar en rangos de desnivel que van desde los 2 metros hasta varios cientos de metros. Esto, junto con su alta eficiencia, ha hecho que este tipo de turbina sea el más ampliamente usado en el mundo, principalmente para la producción de energía eléctrica en centrales hidroeléctricas.

Turbina Kaplan

Son uno de los tipos más eficientes de turbinas de agua de reacción de flujo axial, con un rodete que funciona de manera semejante a la hélice del motor de un barco. Se emplean en saltos de pequeña altura y grandes caudales. Las amplias palas o álabes de la turbina son impulsadas por agua a presión liberada por una compuerta. Los álabes del rodete en las turbinas Kaplan son siempre regulables y tienen forma de hélice, mientras que los álabes de los distribuidores pueden ser fijos o regulables.

Principios Fundamentales de Hidrodinámica

Principio de Bernoulli

El principio de Bernoulli establece que la energía de un fluido en una corriente de agua o en un conducto permanece constante.

Teorema de Torricelli

Este teorema determina la velocidad con la que sale un líquido de un orificio. Al observar cómo salía el chorro, se demostró la conversión de energía potencial en energía cinética.

Golpe de ariete

Se produce cuando se cierra bruscamente una válvula o llave; el líquido se frena inmediatamente, pero las partículas que vienen detrás ejercen mayor presión, originando daños en la tubería.

Conceptos de Presión

• Presión absoluta: Es la presión que se mide a partir del cero absoluto o vacío.
• Presión relativa: Es la presión que se mide a partir de la presión atmosférica.