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Questions and Answers
Qué característica es verdadera acerca de las turbinas Francis?
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Cuál es la función del difusor en una turbina de reacción?
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Qué elemento de la turbina Francis es responsable de ajustar el caudal de alimentación?
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Cuál de los siguientes componentes NO está presente en una turbina Francis?
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Qué se entiende por 'rodete' en el contexto de las turbinas de reacción?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la Turbina Kaplan es incorrecta?
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¿Qué aspecto del diseño de la Turbina Kaplan la hace adecuada para ciertas aplicaciones hidroeléctricas?
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Para una Turbina Kaplan instalada en un sistema de eje vertical, ¿cuál sería una ventaja principal?
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¿Cuál de las siguientes características no se asocia comúnmente con la Turbina Kaplan de eje vertical?
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En qué contexto es más beneficioso utilizar la Turbina Kaplan de eje vertical?
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¿Cuál es la característica principal de las turbinas Kaplan en términos de operación?
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¿Qué componente es responsable de conectar la salida del rodete con el nivel de descarga en una turbina Kaplan?
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¿Qué función tienen los álabes móviles en una turbina Kaplan?
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¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor la estructura del distribuidor de una turbina Kaplan?
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En comparación con las turbinas Francis, ¿qué tipo de caudales manejan las turbinas Kaplan?
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¿Cuál es el propósito del caracol en una turbina Kaplan?
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¿Cómo se puede ajustar el caudal de alimentación en una turbina Kaplan?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la altura de operación de las turbinas Kaplan es correcta?
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¿Cuál es la función principal del caracol en una turbina Francis?
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¿Qué parte del diseño de la turbina Francis ayuda a dirigir el flujo de agua hacia las palas?
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¿Qué aspecto del rodete se considera crucial para la eficiencia de la turbina?
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En el contexto de la turbina Francis, ¿qué papel tiene el estudio de cavitación en el difusor?
En el contexto de la turbina Francis, ¿qué papel tiene el estudio de cavitación en el difusor?
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¿Qué factor geométrico se considera en los álabes directrices de una turbina Francis?
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¿Qué tipo de velocidad se analiza en el rodete de una turbina Francis?
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¿Cuál de los siguientes aspectos no se consideraría en el análisis del caracol de una turbina Francis?
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A qué se refiere el término 'cálculo hidráulico' en relación con la turbina Francis?
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¿Qué concepto se asocia principalmente con la sección transversal del difusor en una turbina Francis?
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En la fase de diseño de la turbina, ¿qué métrica es más relevante para el rodete?
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¿Cuál es un requisito crítico del distribuidor en las turbinas Francis?
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¿Qué aspecto de los álabes directrices puede influir en la cavitación?
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¿Cuál es el impacto de una mala geometría en el rodete de la turbina Francis?
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La Turbina Kaplan de eje vertical es adecuada para manejar caudales bajos y variaciones en el nivel de agua.
La Turbina Kaplan de eje vertical es adecuada para manejar caudales bajos y variaciones en el nivel de agua.
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Las turbinas de reacción, como la Kaplan, no requieren un flujo de agua constante para operar correctamente.
Las turbinas de reacción, como la Kaplan, no requieren un flujo de agua constante para operar correctamente.
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El eje vertical en las turbinas Kaplan permite un mejor acceso para el mantenimiento en comparación con los sistemas de eje horizontal.
El eje vertical en las turbinas Kaplan permite un mejor acceso para el mantenimiento en comparación con los sistemas de eje horizontal.
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Las turbinas Kaplan de eje vertical son incapaces de ajustarse a diferentes condiciones de operación debido a su diseño fijo.
Las turbinas Kaplan de eje vertical son incapaces de ajustarse a diferentes condiciones de operación debido a su diseño fijo.
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El diseño de la turbina Kaplan contribuye a una alta eficiencia en la conversión de energía hidráulica en mecánica, incluso a bajos niveles de agua.
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Las turbinas de reacción solo funcionan con caudales altos y no tienen aplicación en condiciones de caudales bajos.
Las turbinas de reacción solo funcionan con caudales altos y no tienen aplicación en condiciones de caudales bajos.
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El rodete de una turbina Francis está compuesto por varias paletas que pueden variar en número según el tipo de máquina.
El rodete de una turbina Francis está compuesto por varias paletas que pueden variar en número según el tipo de máquina.
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El distribuidor de una turbina de reacción está formado por un solo disco que controla el flujo a través de un servomecanismo.
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El difusor en una turbina de reacción se encarga de conectar el rodete con el ambiente exterior mediante un tubo de aspiración.
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Las turbinas de reacción tienen componentes que incluyen caracol, eje y regulador de velocidad, pero carecen de cojinetes.
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Las turbinas Kaplan son adecuadas para altas alturas y bajos caudales.
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En una turbina de reacción, el rodete actúa de manera similar a una hélice de barco.
En una turbina de reacción, el rodete actúa de manera similar a una hélice de barco.
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El distribuidor de una turbina Kaplan consta de tres placas planas y paralelas.
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Los álabes móviles de una turbina Kaplan permiten ajustar el caudal de alimentación desde un máximo hasta cero.
Los álabes móviles de una turbina Kaplan permiten ajustar el caudal de alimentación desde un máximo hasta cero.
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El caracol y el eje son componentes de las turbinas Francis, pero no de las turbinas Kaplan.
El caracol y el eje son componentes de las turbinas Francis, pero no de las turbinas Kaplan.
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Un servomecanismo en la turbina Kaplan tiene como función controlar la rotación del rodete.
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Las turbinas de reacción pueden operar en disposición horizontal y vertical.
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El difusor en una turbina de reacción comunica la entrada del rodete con el nivel de descarga.
El difusor en una turbina de reacción comunica la entrada del rodete con el nivel de descarga.
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Las turbinas Francis están diseñadas exclusivamente para operar con flujos de alta presión.
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El caracol en una turbina de reacción es principalmente responsable de aumentar la velocidad del agua.
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Los álabes directrices en una turbina Francis ayudan a regular el caudal y mejorar la eficiencia del sistema.
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El rodete de una turbina Francis se utiliza únicamente para la transmisión de energía mecánica.
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En el diseño de una turbina Kaplan, la inclinación de las palas es un factor irrelevante.
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El difusor en una turbina de reacción se encarga de acelerar el flujo de agua antes de pasar al rodete.
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El estudio de cavitación es esencial para evitar daños en el difusor de una turbina Francis.
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Las velocidades de entrada y salida en el rodete son las mismas en una turbina Francis.
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La forma y dimensiones del rodete son irrelevantes en el cálculo hidráulico de una turbina.
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Las turbinas de reacción como la Kaplan y la Francis son adecuadas solo para sistemas de eje horizontal.
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La altura neta normalizada en turbinas de reacción se refiere a la eficiencia del flujo de agua a través de la turbina.
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El distribuidor en una turbina Kaplan es responsable de dirigir el flujo de agua hacia el rodete.
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Las habilidades cinemáticas del distribuidor no son relevantes para el rendimiento de la turbina Francis.
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Study Notes
Turbinas de Reacción
- Las turbinas de reacción se caracterizan por que P₁ > P₂, donde P₁ es la presión a la entrada y P₂ es la presión a la salida.
- Las turbinas Francis y Kaplan son ejemplos de turbinas de reacción.
- Las turbinas de reacción se utilizan para medianas y bajas alturas y medianos caudales.
- Su disposición puede ser horizontal o vertical (eje).
Turbinas Francis
- Se utilizan en medianas y bajas alturas y medianos caudales.
- El rodete está compuesto por varias paletas que varían según el tipo de máquina y el número específico.
- El distribuidor se compone de dos placas planas y paralelas, permitiendo el giro de álabes móviles (directrices).
- Mediante servomecanismos, anillo de comando y bielas, se modifican los caudales de alimentación de la turbina desde cero a su máximo.
- El difusor comunica la salida del rodete con el nivel de descarga.
- Otros componentes importantes incluyen el caracol, eje, brida de acoplamiento, cojinetes y regulador de velocidad.
Turbinas Kaplan
- Se emplean en bajas alturas y altos caudales.
- La disposición puede ser horizontal o vertical.
- El rodete se asemeja a una hélice de barco.
- El distribuidor está compuesto de dos placas planas y paralelas con álabes móviles (directrices).
- Mediante un servomecanismo, anillo de comando y bielas, se controla el caudal de alimentación de la turbina.
- El difusor comunica la salida del rodete al nivel de descarga.
- Componentes adicionales son el caracol, el eje, brida de acoplamiento, cojinetes y regulador de velocidad.
Partes de una Turbina Francis: Caracol
- El caracol tiene la función de cambiar la dirección del flujo de agua proveniente de la tubería de alimentación.
- Se busca que el agua ingrese al distribuidor a una presión constante.
- Se busca una distribución uniforme de la presión para evitar la formación de torbellinos y las pérdidas de velocidad.
Partes de una Turbina Francis: Distribuidor
- Se compone de un distribuidor fijo (antidistribuidor) y un distribuidor móvil.
- El antidistribuidor guía el flujo de agua hacia el distribuidor móvil.
- El distribuidor móvil regula la cantidad de agua que entra al rodete, orientándola para que impacte la rueda sin choques.
Partes de una Turbina Francis: Álabes Directrices
- Los álabes son generalmente de acero moldeado.
- Pueden ser macizos o con vaciados, dependiendo de las dimensiones.
- El perfil de los álabes suele ser aerodinámico.
- El número de álabes debe ser par y no múltiplo del número de paletas del rodete, para evitar vibraciones.
- El accionamiento se realiza con pasadores de seguridad (cizalle) y un anillo de comando.
Partes de una Turbina Francis: Rodete
- La forma del canal se determina por un número específico y las curvas de velocidad.
- Los coeficientes de velocidad influyen en las dimensiones principales de la rueda. Las dimensiones del rodete están relacionadas con el número específico.
- La forma se adapta para lograr diferentes velocidades.
Partes de una Turbina Francis: Difusor
- El difusor, también conocido como tubo de aspiración, tiene la función de recuperar la energía cinética y la altura perdida a la salida de la rueda Francis.
- Su diseño puede variar de cónico a recto, y en algunos casos, incluye paredes desviadoras y pilares de soporte para optimizar el flujo de salida.
- Es importante evitar la entrada de aire y reducir las pérdidas, para el buen funcionamiento de la turbina.
- El diseño del difusor considera la cavitación y su máximo rendimiento.
Turbinas de Reacción: Estudio de Cavitación
- La cavitación puede producirse cuando la presión de la salida de la rueda es inferior a la presión de vaporización del agua.
- La cavitación causa daños en la turbina.
- Se define un coeficiente de cavitación (σ) que debe ser superior al coeficiente de cavitación crítico (ơ) de la turbina, para evitar la cavitación.
- Factores como la temperatura del agua, la altitud y el número específico (n) influyen en la vulnerabilidad a la cavitación.
Resumen Bibliografía
- Se cita un libro de máquinas hidráulicas como referencia: "Máquinas Hidráulicas, Wilfredo Jara T., 1ª edición 1998, Fondo Editorial, INIFIM, Perú".
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Pon a prueba tus conocimientos sobre las turbinas Francis y Kaplan. Este cuestionario abarca características, funciones y componentes de estas turbinas de reacción, así como sus aplicaciones en sistemas hidroeléctricos. Ideal para estudiantes de ingeniería y entusiastas de la energía renovable.
