Diseño y construcción de una turbobomba con turbina Peltón
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Date
2018
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
This technical project focuses on the design, construction and operation tests of a
turbo-pump, which consists of a pelton-type turbine and a diaphragm pump. The
project was designed with the purpose of pumping water at high altitudes without the
use of electric power or fuel to make the pump works, instead of it; with the use of the
potential energy that water acquires in level changes (waterfalls).
In the theoretical and analytical part, the diaphragm pump was selected and the pelton
turbine was designed according to the operating ranges of the pump like the input
power and the revolutions per minute which it works. Besides, the other important
parameter for the design is the height that served to determine the flow rate necessary
to obtain the input power of the pump and the theoretical speed of the jet exit from the
nozzle to the contact with the vanes. The main components: the vanes and the injector
were calculated and designed in relation to the jet diameter of the injector nozzle.
The machine was built with corrosion-resistant materials such as stainless steel for the
structure, impeller, axles and injector, while the vanes used bronze function due to its
corrosion resistance, modifiable material and economic cost.
During the start-up, the graphs of power vs. flow, revolutions per minute of the turbine
vs flow and pumping height vs pumping flow were obtained, those graphs were used
to obtain the operating parameters of the turbo-pump.
Description
El presente proyecto técnico se enfoca en el diseño, construcción y pruebas de
funcionamiento de una turbobomba, la misma que está constituida de una turbina de
tipo pelton y una bomba de diafragma. El proyecto se diseñó con el propósito de
bombear agua a grandes alturas sin la necesidad de usar energía eléctrica o combustible
para poner a trabajar a la bomba, si no con el aprovechamiento de la energía potencial
que adquiere el agua en los cambios de nivel (cascadas).
En la parte teórica y analítica, se seleccionó la bomba de diafragma y se diseñó la
turbina pelton de acuerdo a los rangos de operación de la bomba como la potencia de
entrada y las revoluciones por minuto con las que trabaja, además el otro parámetro
importante para el diseño es la altura que sirvió para determinar el caudal necesario
para obtener la potencia de entrada de la bomba y la velocidad teórica de salida del
chorro desde la tobera hacia el contacto con los álabes. Los componentes principales,
los álabes y el inyector se calcularon y diseñaron con relación al diámetro de chorro.
La máquina se construyó con materiales resistentes a la corrosión como son acero
inoxidable para la estructura, rodete, ejes e inyector, mientras que para los álabes se
utilizó fundición de bronce por la resistencia a la corrosión, material maquinable y de
costo económico.
En la puesta en marcha se obtuvo como resultado las gráficas de potencia vs caudal,
revoluciones por minuto de la turbina vs caudal y altura de bombeo vs caudal de
bombeo, con las cuales se obtuvo los parámetros de funcionamiento de la turbobomba.
Keywords
TURBINA PELTÓN, TURBOBOMBA, TURBINAS HIDRÁULICAS, TURBOMÁQUINAS, BOMBA CENTRÍFUGA, BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO