El documento clasifica las centrales hidroeléctricas en centrales de agua fluyente y centrales de agua embalsada, y describe los diferentes tipos de turbinas hidráulicas como las turbinas Pelton, Francis, Kaplan y de bulbo. Explica conceptos como la velocidad específica y cómo se utiliza para elegir el tipo de turbina apropiado dependiendo de la altura de salto del agua. También proporciona detalles sobre el funcionamiento y componentes de cada tipo de turbina.

1. Turbinas hidráulicas

3. nivel superior nivel inferior turbina

4. central

5. aliviaderos

7. canal de acceso tubería forzada aliviadero central

8. depósito superior embalse inferior chimenea de equilibrio Central de Bombeo turbina/bomba

9. Tajo de la Encantada embalse inferior

10. Tajo de la Encantada depósito superior

11. tubería forzada chimenea de equilibrio conducción casi horizontal central depósito superior embalse Tajo de la Encantada

12. Duero cuenca del río Duero metros sobre el nivel del mar Tormes salto Villarino salto Saucelle Duero

13. TURBINAS HIDRÁULICAS Conceptos previos Turbinas Pelton Turbinas Francis Turbinas Kaplan Turbinas bulbo

14. Flujo en tuberías con salida libre SLL pérdida de carga línea piezométrica (LP) 1 2

15. Salida por tobera línea piezométrica (LP) pérdida de carga

16. Conducción de hidroeléctrica Villarino

17. Turbina de reacción Potencia de un flujo

18. Turbina de acción SLL tobera fija rodete

19. Turbina de reacción tobera fija tobera móvil

20. cámara espiral

21. Triángulos de velocidades c velocidad absoluta u velocidad tangencial w velocidad relativa   ángulo c u   ángulo w u perfil álabe corona fija perfil álabe rodete

22. Ecuación de Euler perfil álabe rodete perfil álabe corona fija

23. Semejanza de turbomáquinas

24. Velocidad específica (dimensional ) (adimensional )

25. Elección turbina en función de la velocidad específica altura de salto H m velocidad específica turbina Pelton turbina Francis turbina Kaplan 800

26. chimenea de equilibrio válvula golpe de ariete LP antes del cierre LP después del cierre Golpe de ariete

27. SLL inyector rodete Turbina Pelton

28. Lester Allan Pelton (1829-1908)

29. tamaño y número de cucharas

30. rodete Pelton

31. Figura 1 inyector Pelton con 1 inyector inyector deflector

32. inyector Pelton aguja de regulación deflector

33. Cucharas Pelton d = diámetro de chorro L = 2,1 d T = 0,85 d B = 2,5 d t = 2 d distancia entre cucharas mella

34. Triángulos de velocidades

35. c 2 c 1

36. Diámetro del rodete ( D )

37. Cálculo Pelton

38. actuación del deflector

39. Pelton con 2 inyectores

40. Pelton 4 inyectores y válvulas individuales

44. Turbinas Pelton (admisión parcial) siguiente clase Turbinas Francis (admisión total)

45. Turbinas Francis James B. Francis (1815-1892)

46. Primer rodete Francis distribuidor rodete Resultaba el diámetro muy grande al tener que girar el agua 90º a la salida del rodete; convenía pues que saliera del mismo con una cierta componente axial.

47. Turbina Francis

48. Rodetes Francis 0,152 2,290 1,0 0,408 1,100 1,0 1,0 1,440 0,288 1,0 0,910 0,512

49. Rodetes Francis 1,0 0,624 0,728 1,0 0,782 0,600 0,672 0,695 1,0 0,768 0,574 1,0

51. velocidad específica: 120 álabe guía álabe estructural álabe rodete cámara espiral

52. Turbina-bomba reversible. Tajo de la Encantada (Málaga) Potencia máxima: 90 MW Revoluciones: 500 rpm Altura máxima: 398,5 m Caudal máximo (turbina): 27,2 m3/s Caudal máximo (bomba): 24,5 m3/s Velocidad específica: 100 Cuatro grupos Potencia total: 360 MW

53. rodete Francis modelo

54. Sistema de regulación turbinas de reacción álabes guía anillo regulador

55. cerrado

56. abierto

57. bielas y anillo de distribución movido por dos brazos

58. álabes guía rodete cámara espiral

59. bielas y anillo de distribución movido por dos brazos

60. Tubo de aspiración, o de descarga Francis hasta un 10% de H Kaplan entre 20% y 38% rodete

61. burbuja de vapor cavidad vacía implosión Cavitación

62. corrosión por cavitación

63. tubos de descarga

64. tubos de descarga

65. Turbinas Kaplan Viktor Kaplan (1876-1934)

66. cámara espiral álabes guía álabes estructurales álabes rodete

67. Turbina Kaplan álabes rodete álabes guía c 2

69. rendimientos % potencia nominal hélice Kaplan

70. álabes estructurales cubo rodete álabes guía álabes rodete

71. Turbina Kaplan tubo de aspiración, o de descarga H = 3,8 m

72. Francis: de acero Kaplan: de hormigón armado álabes estructurales cámara espiral

75. elección de la turbina en función de la velocidad específica, ns altura de salto H m velocidad específica 800 Para las mareomotrices se necesitaban turbinas con mayores n s . . Con las bulbo, se puede llegar hasta n s 1150.

76. Mareomotriz de La Rance (Francia)

77. maqueta central mareomotriz de La Rance

78. Turbina bulbo álabes estructurales álabes guía álabes rodete

79. La Rance (Francia) 24 turbinas 240 MW; reversibles y doble efecto

80. Rendimientos en función del caudal Potencias normales, o de diseño, respecto de las nominales Pelton: 67% al 75% Francis: 85% al 90% hélice: 90% Kaplan: 67% al 75% bulbo: 67% al 75% caudal Q (%) re % caudal Q rendimientos bulbo Kaplan Pelton Francis