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-Índice-

ÍNDICE

MEMORIA Y ANEJOS .......................................................................................................................... 5

1 Memoria descriptiva .............................................................................................................. 6

1.1 Antecedentes ................................................................................................................. 6

1.1.1 Administración ....................................................................................................... 6

1.1.2 Problemática .......................................................................................................... 6

1.2 Objetivos ........................................................................................................................ 6

1.2.1 Objetivo general ..................................................................................................... 6

1.2.2 Objetivos parciales ................................................................................................. 6

1.3 Alcance del proyecto .................................................................................................... 10

1.4 Definiciones y abreviaturas .......................................................................................... 11

1.5 Justificación .................................................................................................................. 11

1.5.1 Justificación del proyecto ..................................................................................... 11

1.5.2 Justificación de soluciones adoptadas ................................................................. 11

1.6 Requisitos del proyecto ................................................................................................ 29

1.6.1 Viabilidad técnica ................................................................................................. 29

1.6.2 Viabilidad económica ........................................................................................... 29

1.6.3 Viabilidad legal ..................................................................................................... 29

1.7 Conclusión .................................................................................................................... 30

2 Anejo I: Técnica de la energía hidráulica .............................................................................. 31

2.1 Introducción ................................................................................................................. 31

2.2 Centrales hidroeléctricas .............................................................................................. 31

2.3 Características de las mini centrales hidroeléctricas ................................................... 35

2.4 Aspectos administrativos y normativos ....................................................................... 37

3 Anejo II: Mecánica de fluidos en el diseño ........................................................................... 39

3.1 Introducción ................................................................................................................. 39

3.2 Teorías fundamentales en el diseño ............................................................................ 39

3.3 Ecuaciones fundamentales de mecánica de fluidos en el diseño ................................ 43

3.4 Fundamentos de turbomaquinaria .............................................................................. 46

3.4.1 Definición de turbomáquina ................................................................................ 46

3.4.2 Clasificación de las turbomáquinas ...................................................................... 46

3.4.3 Ecuaciones fundamentales de la turbomaquinaria en el diseño ......................... 50

3.4.4 Máquinas hidráulicas; género de turbomáquinas ............................................... 57

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-Anejo IV: Calculo resistente de los elementos de la turbina- 175

La ley de momentos flectores esta determinada con los siguientes intervalos:







77. Esquema: Diagrama de momentos flectores sobre el eje

La ley de esfuerzos cortantes debidos a la flexión resulta:







78. Esquema: Diagrama de esfuerzos cortantes sobre el eje

El predimensionado del eje se realiza a partir de un método basado en la zona de falla

proporcional, este método supone perpendiculares los esfuerzos de tensión normal, y tensión

tangencial. El objetivo es trabajar en toda la región combinada comparando con la tensión

máxima. Para esta aplicación se considera un coeficiente de seguridad de y se realizara con

acero AISI 4340 OQT 1300. Como se vio este acero tiene las siguientes características mecánicas

que lo definen.

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-Índice de figuras- 350

99. Tabla: Material de diseño ASTM A36 ....................................................................................... 209

100. Esquema: Configuración de carga en disco ............................................................................ 211

101. Tabla: Coeficientes para distintas configuraciones de carga en disco ................................... 212

102. Tabla: Características de perno .............................................................................................. 213

103. Esquema: Configuración de soldadura de soportes de actuadores ....................................... 217

104. Tabla: Material de diseño ASTM A633 ................................................................................... 219

105. Esquema: Configuración de soldaduras necesarias en la cámara espiral .............................. 220

106. Tabla: Características de perno .............................................................................................. 221

107. Esquema: Balance energético de la turbina diseñada ........................................................... 240

108. Esquema: Puntos empleados en el análisis de presiones ...................................................... 241

109. Grafica: Diagrama de alturas ideal ......................................................................................... 244

110. Grafica: Diagrama de alturas real ........................................................................................... 246

111. Grafica: Curva potencia-velocidad conceptual ...................................................................... 248

112. Grafica: Curva momento- velocidad conceptual .................................................................... 248

113. Grafica: Curva caudal-velocidad conceptual .......................................................................... 249

114. Grafica: Curvas colinas de rendimientos ................................................................................ 250

115. Grafica: Curva potencia-velocidad de turbina diseñada ........................................................ 251

116. Grafica: Curva momento-velocidad de turbina diseñada ...................................................... 252

117. Figura: Posiciones en la regulación de los alabes .................................................................. 255

118. Esquema: Etapas de concepción de un equipo ...................................................................... 256

119. Grafica: Curva de estabilidad proceso de alabe ..................................................................... 262

120. Figura: Ensayo de sección intermedia del alabe .................................................................... 263

121. Figura: Vista de persiana entre dos alabes de la turbina ....................................................... 264

122. Figura: Ensayo de sección interior del alabe .......................................................................... 265

123. Figura: Ensayo de perdidas en la superficie del alabe ........................................................... 266

124. Grafica: Curva de estabilidad proceso de distribuidor ........................................................... 268

125. Figura: Ensayo de perfil del distribuidor Fink ......................................................................... 269

126. Figura: Ensayo de tobera formada por dos perfiles del distribuidor ..................................... 270

127. Grafica: Curva de estabilidad en el proceso de la cámara espiral ......................................... 272

128. Figura: Ensayo de velocidades en la cámara espiral .............................................................. 273

129. Figura: Ensayo de perdidas en la cámara espiral ................................................................... 274

130. Grafica: Curva de estabilidad del proceso del tubo de aspiración ......................................... 276

131. Figura: Ensayo de velocidades en el difusor .......................................................................... 277

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-Índice de figuras- 351

132. Figura: Campo de velocidades en el difusor .......................................................................... 278

133. Figura: Ensayo de presiones en difusor.................................................................................. 279

134. Figura: Ensayo zonas de cavitación en la turbina ................................................................... 280

135. Figura: Posición de las cargas en el alabe .............................................................................. 281

136. Figura: Ensayo de tensión equivalente sobre el alabe ........................................................... 283

137. Figura: Ensayo de coeficiente de seguridad en el alabe ........................................................ 283

138. Figura: Ensayo deformaciones en el alabe ............................................................................. 284

139. Figura: Posición de las cargas sobre el cubo del rodete ........................................................ 285

140. Figura: Ensayo de tensión equivalente en el cubo del rodete ............................................... 287

141. Figura: Ensayo de coeficiente de seguridad en el cubo del rodete ....................................... 287

142. Figura: Ensayo de deformaciones en el cubo del rodete ....................................................... 288

143. Figura: Posición de las cargas del eje de transmisión ............................................................ 290

144. Figura: Ensayo de fatiga en el eje de transmisión .................................................................. 291

145. Figura: Ensayo de coeficiente de seguridad en el eje de transmisión ................................... 292

146. Figura: Ensayo de deformaciones en el eje ............................................................................ 292

147. Figura: Posición de las cargas en la cámara espiral ................................................................ 293

148. Figura: Ensayo de tensiones equivalentes en la cámara espiral ............................................ 295

149. Figura: Ensayo de coeficiente de seguridad en la cámara espiral.......................................... 295

150. Figura: Ensayo de deformaciones en la cámara espiral ......................................................... 296

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