TURBINAS
KAPLAN
Estas son máquinas
hidráulicas de reacción
de flujo axial, con alabes
móviles que le permiten
ajustarse con mucha
facilidad, a diferentes
condiciones de flujo sin
que se tenga una caída
de rendimiento de estas;
su utilización se dan en
lugares donde se tienen
saltos pequeños o a lo
sumo medianos pero,
pero que con mucho
caudal.
CARACTERÍSTICAS
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

Dimensiones
reducidas.
Velocidades
relativamente altas.
Rendimiento elevado
con carga variable.

PARTES

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
La parte gris, es el
distribuidor.
La parte café la cámara
de alimentación.
La parte roja los álabes
móviles del distribuidor.
La azul es el flujo del
agua o fluido
La parte amarilla es la
turbina KAPLAN, donde,
están sus alabes móviles
que se asemejan a la
forma ala de un avión o
hélice de un barco y su
eje.
La parte verde es el
difusor o tubo de
aspiración.
DISTRIBUIDOR

El distribuidor es un órgano fijo cuya
misión es dirigir el agua, desde la
sección de entrada de la máquina
hacia la entrada en el rotor (cámara
de admisión), distribuyéndola
alrededor del mismo, (turbinas de
admisión total), o a una parte,
(turbinas de admisión parcial), es
decir, permite regular el agua que
entra en la turbina, desde cerrar el
paso totalmente, caudal cero, hasta
lograr el caudal máximo. Es también
un órgano que transforma la energía
de presión en energía de velocidad;
en las turbinas hélico-centrípetas y
en las axiales está precedido de una
cámara espiral (voluta) que conduce
el agua desde la sección de entrada,
asegurando un reparto simétrico de
la misma en la superficie de entrada
del distribuidor.

El rotor va precedido
del distribuidor, cuyos
álabes direccionales
son por le general
móviles; estos alabes
se pueden regular
durante la marcha de
TH con el fin de tener
rendimientos
máximos.
ROTOR
Es el elemento esencial de la turbina, estando provisto de
álabes en los que tiene lugar el intercambio de energía
entre el agua y la máquina. Como una turbina Kaplan
(álabes orientables), es mucho más cara que la de
hélice (álabes fijos), a veces se equipa una central de
pequeña altura con turbinas hélice y Kaplan. Estas van
cambiando insensiblemente de forma para adaptarse a
las diferentes condiciones de servicio.

El rotor de esta TH se
caracteriza por poseer
pocos álabes dispuestos
de forma radial a la vez
que carecen de corona
exterior. El perfil de los
alabes tiene
características
hidrodinámicas con poca
curvatura, que facilita su
rendimiento y aumenta la
velocidad del fluido
(agua), estas
características hacen que
estas TH se construyan
de diámetros de rodete
bastante pequeños.


Los álabes del rotor tienen un perfil de ala de avión y
desarrollo helicoidal. El perfil de ala permite obtener una
acción útil del agua sobre el álabe en el movimiento
que aquella tiene respecto a éste.
La forma helicoidal o alabeo se justifica, en virtud de que
la velocidad relativa del flujo varía en dirección y
magnitud con el radio, supuesta ω (velocidad angular)
constante, y considerando la velocidad absoluta
constante en magnitud y dirección.
Para lograr el control
adecuado de las palas del
rotor, tanto el núcleo del rotor,
como el eje de turbina,
permiten alojar en su interior
los distintos dispositivos
mecánicos, tales como
servomotores, palancas,
bielas, destinados a dicho fin
Se distinguen tres sistemas
de gobierno de las palas
del rotor, dependiendo de la
ubicación del
servomotor de accionamiento
en las distintas zonas
del eje del grupo turbinagenerador

Por lo cuál cuenta con:
 Servomotor en cabeza: el
servomotor está instalado
en el extremo superior del
eje, en la zona del
generador
 Servomotor intermedio:
en este caso está situado
en la zona de acoplamiento
de los ejes de la turbina y
del generador
 Servomotor en núcleo:
está alojado en el propio
núcleo del rotor
APLICACIONES


Se utiliza en saltos de gran caudal y poca altura, entre 6
y 70 metros, y con potencias entre 20 y 600 MW.
Las turbinas Kaplan entran en competencia con las
turbinas Francis para saltos entre 30 y 70 metros. Las
primeras presentan la ventaja de adaptarse mejor a las
variaciones de carga, funcionando con un buen
rendimiento al 40% de la carga máxima, mientras que
en las Francis, aproximadamente a un 60% de la carga
máxima, aparece un fenómeno denominado antorcha
que puede dar lugar a fuertes vibraciones. Por otro lado,
las Kaplan para saltos mayores de 50 metros, y a igual
de potencia, tienen un diámetro mayor que las Francis.
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