Hydraulic wheels and impulse turbines/es
Las ruedas hidráulicas o ruedas de agua consisten en grandes ruedas de madera o metal, con una serie de palas o cangilones dispuestos en el borde exterior formando la superficie motriz.
Las turbinas de impulso son uno de los dos tipos de turbinas que se utilizan en la energía hidroeléctrica . La turbina de impulso se utiliza normalmente con una altura de impulsión de más de 10 metros o más. Estas turbinas de impulso también funcionan a altas presiones. La turbina de impulso se parece mucho a una rueda hidráulica antigua o a un remo de barco fluvial.
Una turbina de impulso tiene una gran cantidad de pequeñas "cucharas" ubicadas alrededor de un eje central. Este eje central estaría conectado al generador, produciendo así energía. La gran cantidad de "cucharas" permite que la turbina gire a velocidades muy altas. Para ver los distintos tipos de turbinas de impulso, consulte el siguiente enlace. [1] Turbinas
Contenido
Ruedas de agua
Probablemente la tecnología más accesible para la energía hidroeléctrica es la rueda hidráulica W. Puede construirse completamente con materiales locales. Solo hay que traer el generador. Para sistemas pequeños se puede utilizar un motor modificado o un alternador de automóvil.
- La rueda hidráulica de tiro inferior vertical es la más apropiada para situaciones de altura relativamente baja, aunque es la menos eficiente de todas las ruedas hidráulicas. Debe evitar construir una rueda de tiro inferior con cangilones rectos y optar por una rueda Poncelet o una rueda Zuppinger, que pueden duplicar la eficiencia. Tienen una eficiencia de alrededor del 30%, pero cerradas como una rueda de tiro de pecho de hasta el 70%.
- El siguiente paso es el disparo de pecho, cuando la cabeza es lo suficientemente grande. Aquí el agua entra a una altura similar a la altura del eje. Es más complicado de construir y necesita una estructura que encierre la rueda para funcionar con alta eficiencia. Si se hace correctamente, utiliza el peso del agua y su impulso. Puede tener una eficiencia de alrededor del 85% si está bien construido.
- La rueda de arrastre es la que necesita la mayor parte de la altura de elevación de las ruedas hidráulicas. En condiciones óptimas con cangilones de acero, puede tener una eficiencia de hasta el 80%.
- La rueda de tiro hacia atrás puede considerarse una combinación entre una rueda de tiro hacia adelante y una rueda de tiro hacia atrás. El agua entra por la parte superior de la rueda, pero los cubos son como una rueda de tiro hacia adelante. La dirección de rotación es la misma que en una rueda de tiro hacia adelante. La eficiencia puede superar la de la rueda de tiro hacia adelante.
- Las ruedas hidráulicas horizontales, aparte de las piezas de museo, se encuentran hoy en día principalmente en la región del Himalaya en forma de ghatta. Esta versión es una versión primitiva de una turbina.
Construyendo una rueda hidráulica
Se pueden construir ruedas hidráulicas normales haciendo que los cubos formen un ángulo de 114°. Lo mejor es que el ancho de la rueda sea lo más grande posible, de modo que tenga el mismo ancho que el canal de desviación; lo mejor es que la profundidad de los cubos sea baja. Haz la rueda lo más grande posible, aprovechando la caída de agua más alta posible.
Turbinas de impulso
| Tipo de turbina | Fluir | Cabeza |
|---|---|---|
| Pelton W | Más bajo | Más alto >10 pies |
| Turgo W | Intermedio | Intermedio > 4 pies |
| Flujo cruzado W | Más alto | Más bajo <4 pies |
Construcción de una turbina de impulso
La única máquina que se puede construir sin tener acceso a equipos de fundición de metales o una fresadora 3D es la turbina de flujo cruzado. Las únicas herramientas avanzadas necesarias son un soplete de corte y un equipo de soldadura. Las materias primas necesarias son chapa y tubos de metal. Puede encontrar información sobre cómo construir una turbina de flujo cruzado en el sitio web de CD3WD (ver Recursos).
Para construir rodetes para turbinas Pelton o Turgo pequeñas es necesario tener acceso a una fresadora 3D o a un taller de fundición o construir un taller de fundición. Para este último caso, el mayor problema probablemente sea obtener información sobre cómo construir un molde para un rodete adecuado. Para obtener más información, consulte Fundición (metal)
Instalación de una turbina de agua
Al instalar una rueda hidráulica, a menudo se necesita un alternador o dinamo y un reductor o multiplicador de engranajes (para que las RPM del alternador se lleven a una velocidad adecuada, convirtiendo la energía eléctrica de manera eficiente).
Independientemente del tipo de turbina hidráulica que se utilice, la potencia de salida óptima no se obtiene en la práctica a velocidades de rotación del eje superiores o inferiores a las que se diseñó la turbina hidráulica (por ejemplo, en momentos de gran caudal o de gran caudal, etc.). Esto se debe al alternador o dinamo utilizado, que suele elegirse para una velocidad específica. Si la velocidad del agua supera o baja esta velocidad, la eficiencia es mucho menor que la que realmente se podría obtener en ese momento. Esto se podría solucionar utilizando una caja de cambios que se puede controlar eléctricamente (cambiando la relación de transmisión cuando sea necesario). Sin embargo, debido a la alta complejidad, esto a menudo no se hace y se utiliza un reductor o multiplicador de velocidad normal.
