MARCO TEORICO

MARCO TEORICOAntecedentesManual de Mini y Microcentrales Hidrulicas.presentado po :Teodoro Sanchez y Javier Ramirez Gastn.

Gua para la elaboracin de Proyectos de PequeasCentrales Hidroelctricas destinadas a la Electrificacin Rural del Per Presentado por : ING. TSUGUO NOZAKI.

ESTUDIO DE LA PEQUEA CENTRAL HIDROELCTRICA DE MONZN Presentado por:VCTOR ALEJANDRO PAJUELO SANTOSMARCO TEORICOEvolucin de la generacin hidroelctrica

DESCRIPCION DEL LUGAR ESCOGIDOEl ro Monzn, quien forma el valle del mismo nombre, es un afluente principal delro Huallaga. Entrega sus aguas a la altura de la ciudad de Tingo Mara a 620 m.s.n.m.

Bases tericas Central electricaLa funcin de una central hidroelctrica es utilizar la energa potencial del agua almacenada y convertirla, primero en energa mecnica y luego en elctrica. El esquema general de una central hidroelctrica puede ser

Tipo de Centrales Hidroelctricas

Central Hidroelctrica de PasadaUna central de pasada es aquella en que no existe una acumulacin apreciable de agua "corriente arriba" de las turbinas.

Central Hidroelctrica con Embalse de Reserva

En este tipo de proyecto se embalsa un volumen considerable de lquido "aguas arriba" de las turbinas mediante la construccin de una o ms presas que forman lagos artificiales. El embalse permite graduar la cantidad de agua que pasa por las turbinas

Centrales Hidroelctricas de Bombeo

Las centrales de bombeo son un tipo especial de centrales hidroelctricas que posibilitan un empleo ms racional de los recursos hidralicos de un pas.

Principales componentes de una Central Hidroelctrica

La PresaEl primer elemento que encontramos en una central hidroelctrica es la presa o azud, que se encarga de atajar el ro y remansar las aguas.

Tomas de agua

Las tomas de agua son construcciones adecuadas que permiten recoger el lquido para lleverlo hasta las mquinas por medios de canales o tuberias.

Casa de mquinasEs la construccin en donde se ubican las mquinas (turbinas, alternadores, etc.) y los elementos de regulaci y comando.

Turbinas Hidralicas

Hay tres tipos principales de turbinas hidralicas: La rueda Pelton La turbina Francis La de hlice o turbina Kaplan.

Rueda PELTONUn chorro de agua convenientemente dirigido y regulado, incide sobre las cucharas del rodete que se encuentran uniformemente distribuidas en la periferia de la rueda

Turbina KAPLANEn los casos en que el agua slo circule en direccin axial por los elementos del rodete, tendremos las turbinas de hlice o Kaplan

Turbina Penton Para saltos medianos se emplean las turbinas Francis, que son de reaccin. En el dibujo podemos apreciar la forma general de un rodete y el importante hecho de que el agua entre en una direccin y salga en otra a 90, situacin que no se presenta en las ruedas Pelton.

Acoples

Funciones de un acoplamiento elsticoPara transmitir el par de un eje a otro un acoplamiento elstico:Absorbe y amortigua las irregularidades del parDesplaza los regmenes crticosAcepta desalineaciones y diferencias entre los ejes

Dependiendo del mtodo utilizado para absorber la desalineacin, los acoplamientos flexibles pueden dividirse en:

a)- Acoplamientos de elementos deslizantes. b)- Acoplamientos de elementos flexionantes. c)- Acoplamientos deslizantes y flexionantes (especiales).Estos acoplamientos se subdividen en :Por estrella flexible (elastometro)Se caracteriza porque tanto los cubos como el anillo de caucho flexible que sirve de elemento de conexin tienen dientes en la superficie interna y externa

Por membrana flexible (elastometro)

Se caracteriza por que su elemento flexible no est separado de los cubos si no incorporado a ellos cada cubo tiene un anillo interno de metal sobre el que se adhiere una membrana de goma flexible

Por engranajes (metalico)

Los cubos consisten en piones unidos externamente por una pieza comn, en este caso se trata de un anillo con los dientes internos que acoplan a sus paredes externos de los piones montados en el ejePor resorte (metalico)Los cubos presentan ranuras longitudinales donde se aloja el resorte metlico de geometra sinusoidal de los acoplamientos.

Acoplamiento con Elemento ElastmeroCada modelo posee sus ventajas y desventajas propias, muchas veces la disponibilidad en algunas zonas es particular (determina cual se utilizar). Son muy buenos a la hora de absorben movimientos radiales y longitudinales (son muy tenaz) y sus componentes son similares a los de un acoplamiento de acero, se encuentran en una variedad de tamaos.

Acoplamiento con Elemento Elastmero.

Acoplamiento flexible Acoplamientos flexibles de muelle helicoidal de disco Flexible de manguitos de goma

Seleccionando el acoplamiento adecuado en sistemas de bombeo

El acoplamiento en un sistema de bombeo suele olvidarse hasta que el proyecto llega a su fin. Sin tiempo que perder, los usuarios suelen comprar todo lo que el proveedor tiene en almacn en vez de la mejor solucin para el sistema. Comprendiendo la aplicacin y los requisitos de seleccin permitir al usuario seleccionar la mejor solucin de acoplamiento.CAPTULO IVMETODOLOGA

toda investigacin cientfica se hace necesario que los hechos estudiados, as como las relaciones que se establecen entre estos, los resultados obtenidos y las evidencias significativas encontradas en relacin al problema investigado renan las condiciones de fiabilidad, objetividad y validezTipo de InvestigacinINVESTIGACIN TECNOLGICA: en las ciencias de la ingeniera presenta una serie de caractersticas que la vinculan en forma natural con la innovacin tecnolgica.Con innovacin tecnolgica se designa la incorporacin del conocimiento cientfico y tecnolgico, propio o ajeno, con el objeto de crear o modificar y seleccionar un mejor proceso productivo, un artefacto, una mquina, para cumplir un fin valioso para una sociedad. Es por ello que para la realizacin de un sistema para obtener corriente elctrica a partir de la unin de la turbina y del generador elctrico por medio de la cada del agua pueda obtener de esta, se ha tomado a bien hacerlo por este mtodo de investigacin ya que es el que se considera que satisface las necesidades de nuestra investigacin, seleccionado primero el lugar en el cual se instalaran los equipo, adicionalmente analizaremos la seleccin y clculo de los elementos del sistema.

Diseo de la investigacin:Tipo de Investigacin CuantitativaPresentaremos un diseo no experimental ya que es de carcter descriptivo Etapa Documental: En se recopil y consult toda la bibliografa necesaria para el diseo del proyecto, haciendo nfasis en sistemas de generacin elctrica y en la seleccin del acoplen entre ejesEtapa de Diseo: En esta etapa final se seleccionaron el equipo ptimo para las especificaciones tomadas para la turbina, Para cumplir con los objetivos del trabajo de investigacin, se definieron los parmetros y variables a controlar, tomando como base la toma de informacin para el adecuado funcionamiento del equipoParmetros de diseo: Los siguientes son los parmetros empleados en la seleccin de la zona de ubicacin del sistema de generacin elctrica y seleccin de elementos que son parte del sistema, los cuales representan las condiciones mximas de funcionamiento bajo las cuales operar en forma satisfactoria.

Parnominalatransmitir:elbacoindica50m.N.

Coeficientedeseguridad:K1=1K2=1,3K3=1dedondeK=K1xK2xK3=1,3.Parnominaldelacoplamiento:CN=50m.Nx1,3=65m.N.Para las maquinas que tengan un funcionamiento cclico regular y una alineacin correcta, no es indispensable un acoplamiento de gran elasticidad, pudindose preseleccionar los acoplamientos siguientes:CARDAFLEX80m.N; PAULSTRAMPP 80m.N; STRAFLEX 100m.NTodosestosacoplamientossoportanvelocidadesde3000rpm.En este caso el acoplamiento paulstra MPP 80m.N ser considerado utilizable puesto que es el nico que admite el dimetro de (42mm) del extremo del eje motorMquinamotriz:Motorelctriconormalizado160MPotencia:15KwVelocidad:3000rpmExtremodeleje:42mmlong.:110mmMquinareceptora:BombadeaguanormalizadaC2Extremodeleje:32mmlong.:80mm30arranques/hora8horasdefuncionamientodiarioPar nominal a transmitir: el abaco indica 190m.NCoeficiente de seguridad: k1=1.7 k2=1 k3=1.7Par nominal del acoplamiento: CN =190*1.7=320mNSegn la maquina receptora, es indispensable tener una gran elasticidad torsional para absorber las irregularidades cclicaEl acoplamiento JUBOFLEX 350 Mn ser el escogido, despus de comprobar que admite los extremos de ejes de las maquinas.Estos ejemplos de seleccin son casos simples. En muchos casos este mtodo es suficiente para determinar los acoplamientos

Mquinamotriz:Motorelctriconormalizado200LPotencia:30KwVelocidad:1500pmExtremodeleje:55mmlong.:110mmMaquina recePtora:Compresorde2cilindrosconvolantedeinerciaExtremodeleje :60mmlong.:110mmMenosdeunarranque/hora

Diseo de la turbinaPotencia generada

Potencia til numero de revoluciones que gira

Torque mximo

Par nominal a transmitir segn: el Abaco es de 30mNK1= 1;K2 = 1;K3 = 1.2par NOMINAL DEL ACOPLAMIENTO CN = 1.2*30 =36MnEn la siguiente tabla vemos que se puede elegir los coples:MINIFLEX, MPP, JUBOFLEX,viendo los dimetros de los ejes que nos convengan mas con una velocidad en RPM MAX