Turbinas Hidráulicas: Altura y Rendimiento
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Questions and Answers

¿Cuál de los siguientes términos se relaciona con la altura efectiva en turbinas hidráulicas?

  • Presión Estática
  • Altura de Succión
  • Altura Neta (correct)
  • Grado de Inclinación

La altura efectiva y el grado de reacción son conceptos sin relación entre sí.

False (B)

¿Qué mide el rendimiento manométrico de una turbina hidráulica?

Mide la eficiencia de la turbina en la conversión de energía hidráulica en energía mecánica.

¿Cuál es una de las medidas importantes en las turbinas hidráulicas que representa la energía disponible?

<p>Altura neta (A)</p> Signup and view all the answers

La _____ efectiva se refiere a la altura que contribuye a la producción de energía en una turbina hidráulica.

<p>altura</p> Signup and view all the answers

La altura efectiva es otra medida que se puede usar en lugar de la altura neta.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Relaciona las definiciones con los términos correctos:

<p>Altura Neta = La diferencia entre la altura total y las pérdidas de carga Altura Efectiva = Altura que contribuye a la producción de energía útil Rendimiento Manométrico = Eficiencia en la conversión de energía hidráulica Grado de Reacción = Proporción de la presión dinámica y estática en la turbina</p> Signup and view all the answers

¿Qué define el grado de reacción en una turbina hidráulica?

<p>La relación entre la presión y la velocidad en las distintas secciones de la turbina.</p> Signup and view all the answers

El __________ es un parámetro clave que evalúa la eficiencia de la conversión de energía en una turbina hidráulica.

<p>rendimiento manométrico</p> Signup and view all the answers

Relaciona los términos con sus definiciones:

<p>Altura neta = Punto de medida para calcular la energía del agua Altura efectiva = Energía disponible teniendo en cuenta pérdidas Rendimiento manométrico = Eficiencia de la conversión de energía Grado de Reacción = Relación entre presión y velocidad</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes características se considera al determinar la altura neta en turbinas hidráulicas?

<p>Todas las anteriores (A)</p> Signup and view all the answers

Las turbinas de reacción utilizan la caída de agua para generar energía mecánica.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de turbina es la Pelton?

<p>Turbina de acción</p> Signup and view all the answers

Las turbinas hidráulicas se clasifican principalmente en __________ y __________.

<p>turbinas de acción, turbinas de reacción</p> Signup and view all the answers

Relaciona cada tipo de turbina con su característica principal:

<p>Turbina Pelton = Turbina de Acción Turbina de reacción = Utiliza presión y velocidad del agua Turbina Francis = Versátil para diferentes flujos Turbina Kaplan = Ideal para bajas alturas</p> Signup and view all the answers

¿Qué se asume con respecto a Ps/Y y Cs en la determinación de la altura neta?

<p>Ps/Y = 0 y Cs^2/2g = 0 (D)</p> Signup and view all the answers

Las turbinas de acción dependen del peso del agua para su funcionamiento.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal de una turbina hidráulica?

<p>Convertir energía hidráulica en energía mecánica</p> Signup and view all the answers

La altura neta se determina a partir de __________ de la instalación.

<p>características</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de turbina es más eficiente en flujos variables?

<p>Turbina Francis (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la definición de altura neta en una turbina hidráulica?

<p>La diferencia de altura entre el nivel del agua en el embalse y el nivel del agua en la salida. (A)</p> Signup and view all the answers

La altura efectiva se refiere únicamente al rendimiento de la turbina.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa el rendimiento manométrico de una turbina hidráulica?

<p>La eficiencia con la que la turbina convierte la energía del agua en trabajo mecánico.</p> Signup and view all the answers

La ______ es el total de la energía potencial y cinética del agua en la turbina.

<p>energía</p> Signup and view all the answers

Empareja los términos con sus definiciones:

<p>Altura Neta = Diferencia de altura entre el embalse y la salida Altura Efectiva = Altura ajustada considerando pérdidas de carga Rendimiento Manométrico = Eficiencia en la conversión de energía Grado de Reacción = Relación entre energía hidráulica y trabajo mecánico producido</p> Signup and view all the answers

¿Qué afecta el rendimiento de una turbina hidráulica?

<p>Todas las anteriores (C)</p> Signup and view all the answers

La altura efectiva siempre es mayor que la altura neta.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el impacto de la presión en el rendimiento de la turbina?

<p>La presión adecuada maximiza la energía disponible para la conversión a energía mecánica.</p> Signup and view all the answers

El ______ de reacción indica cuánta energía convierte la turbina en trabajo útil.

<p>grado</p> Signup and view all the answers

Asocia cada tipo de turbina con su uso principal:

<p>Turbina Pelton = Altas caídas de agua Turbina Francis = Caídas medias y bajas Turbina Kaplan = Bajas caídas y caudales altos Turbina Bulbo = Uso en ríos con caudales variables</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes opciones es un componente principal de la turbina?

<p>Eje (C)</p> Signup and view all the answers

Las turbinas hidráulicas convierten energía cinética en energía potencial.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué parámetros se deben tener en cuenta al calcular la altura efectiva?

<p>Se deben considerar las pérdidas de carga debido a fricción y otros factores.</p> Signup and view all the answers

En una turbina, el agua es la fuente de ______ que se transforma en trabajo.

<p>energía</p> Signup and view all the answers

Identifica el componente y su función en la turbina:

<p>Palas = Convierte la energía del fluido en movimiento Cámara = Dirige el flujo de agua adecuadamente Eje de transmisión = Transmite la energía mecánica generada Colector = Recoge y distribuye el agua hacia las palas</p> Signup and view all the answers

La altura efectiva es una medida que puede usarse en lugar de la altura neta en turbinas hidráulicas.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

El rendimiento manométrico de una turbina hidráulica mide la eficiencia en la conversión de energía.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Las turbinas de reacción generan energía a partir de la energía potencial del agua únicamente.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La altura neta de una turbina se determina únicamente por la altura del agua en la instalación.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El grado de reacción se relaciona con la cantidad de energía que convierte la turbina en trabajo útil.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La altura efectiva es otra expresión para la altura neta en turbinas hidráulicas.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El grado de reacción se refiere a la proporción de energía convertida en trabajo útil en una turbina hidráulica.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Las turbinas de acción se basan en la presión del agua para su funcionamiento.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El rendimiento manométrico se utiliza para medir la eficiencia de una turbina hidráulica.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La altura efectiva es siempre menor que la altura neta en el funcionamiento de las turbinas.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La altura neta de una turbina hidráulica se determina únicamente por la velocidad del agua.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Las turbinas de reacción utilizan la energía del flujo de agua para generar energía mecánica.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La turbina Pelton es un tipo de turbina de acción.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Las turbinas hidráulicas dependen únicamente del peso del agua para operar.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

En una turbina hidráulica, la altura efectiva siempre será mayor que la altura neta.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La presión es un parámetro irrelevante en el rendimiento de las turbinas hidráulicas.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El rendimiento manométrico de una turbina hidráulica mide la energía disponible para el funcionamiento de la turbina.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Las turbinas de reacción funcionan mejor con flujos de agua constantes.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La altura neta no se ve afectada por las características de la instalación.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El grado de reacción de una turbina hidráulica se refiere a la cantidad de energía potencial y cinética que convierte.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La altura efectiva es otra forma de referirse a la altura neta en turbinas hidráulicas.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El grado de reacción se relaciona únicamente con turbinas de acción y no con turbinas de reacción.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

En las turbinas hidráulicas, la altura neta se calcula considerando la presión y el peso del agua.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Las turbinas de acción utilizan principalmente el flujo de agua para generar energía mecánica.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La altura efectiva siempre es menor que la altura neta en turbinas hidráulicas.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La energía interna del agua no tiene efecto en el rendimiento de la turbina.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El rendimiento manométrico mide únicamente la altura efectiva de la turbina.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

En el cálculo de la altura neta se considera la suma de la energía potencial y cinética.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Las turbinas hidráulicas se pueden clasificar en turbinas de reacción y turbinas de fuerza.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La altura neta en una turbina es constante sin importar las condiciones del flujo de agua.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El agua actúa como fuente de energía en las turbinas hidráulicas.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La energía cinética del agua es irrelevante en el rendimiento de una turbina.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El uso de turbinas de reacción es recomendable en flujos constantes.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La altura ______ se refiere a la energía que contribuye a la producción de energía en una turbina hidráulica.

<p>efectiva</p> Signup and view all the answers

El ______ de reacción indica la proporción de energía convertida en trabajo útil en una turbina hidráulica.

<p>grado</p> Signup and view all the answers

El rendimiento ______ es un parámetro clave que mide la eficiencia de una turbina hidráulica.

<p>manométrico</p> Signup and view all the answers

Las turbinas hidráulicas se clasifican principalmente en turbinas de acción y de ______.

<p>reacción</p> Signup and view all the answers

La altura neta de una turbina se determina a partir de la ______ de la instalación.

<p>altura</p> Signup and view all the answers

La altura _____ se refiere a la altura que contribuye a la producción de energía en una turbina hidráulica.

<p>efectiva</p> Signup and view all the answers

El _____ de reacción se relaciona con la proporción de energía convertida en trabajo útil en una turbina hidráulica.

<p>grado</p> Signup and view all the answers

El rendimiento _____ mide la eficiencia en la conversión de energía de una turbina hidráulica.

<p>manométrico</p> Signup and view all the answers

Las turbinas de _____ utilizan la caída de agua para generar energía mecánica.

<p>reacción</p> Signup and view all the answers

La turbina ______ es un tipo de turbina de acción que utiliza impulsos de agua.

<p>Pelton</p> Signup and view all the answers

La ______ neta se determina a partir de características de la instalación.

<p>altura</p> Signup and view all the answers

Las turbinas hidráulicas se clasifican principalmente en turbinas de acción y turbinas de ______.

<p>reacción</p> Signup and view all the answers

La altura efectiva es otra expresión para la altura ______ en turbinas hidráulicas.

<p>neta</p> Signup and view all the answers

El rendimiento manométrico se utiliza para medir la ______ de una turbina hidráulica.

<p>eficiencia</p> Signup and view all the answers

En las turbinas de ______, la presión del agua es esencial para su funcionamiento.

<p>acción</p> Signup and view all the answers

La ______ efectiva siempre es mayor que la altura neta en el funcionamiento de las turbinas.

<p>altura</p> Signup and view all the answers

La altura neta de una turbina hidráulica se determina únicamente por la ______ del agua en la instalación.

<p>altura</p> Signup and view all the answers

La altura neta de una turbina se determina a partir de la altura del ______.

<p>agua</p> Signup and view all the answers

El ______ manométrico mide la eficiencia de conversión de energía en una turbina hidráulica.

<p>rendimiento</p> Signup and view all the answers

El grado de ______ se refiere a cómo una turbina convierte la energía en trabajo útil.

<p>reacción</p> Signup and view all the answers

Las turbinas de ______ se basan en la presión del agua para su funcionamiento.

<p>acción</p> Signup and view all the answers

En una turbina hidráulica, el agua se transforma en ______.

<p>trabajo</p> Signup and view all the answers

La ______ neta siempre es menor o igual que la altura efectiva en las turbinas.

<p>altura</p> Signup and view all the answers

Las turbinas de ______ generan energía a partir de la energía potencial del agua.

<p>reacción</p> Signup and view all the answers

El ______ de reacción influye en la cantidad de energía que la turbina puede convertir.

<p>grado</p> Signup and view all the answers

La energía cinética del agua es convertida en energía ______ en turbinas hidráulicas.

<p>potencial</p> Signup and view all the answers

La altura efectiva se refiere a la altura que contribuye a la producción de ______ en una turbina.

<p>energía</p> Signup and view all the answers

La ______ se refiere a la proporción de energía convertida en trabajo útil en una turbina.

<p>reactividad</p> Signup and view all the answers

La turbina Pelton es un tipo de turbina de ______.

<p>acción</p> Signup and view all the answers

Las turbinas hidráulicas dependen del peso del ______ para operar eficientemente.

<p>agua</p> Signup and view all the answers

La altura neta de una turbina hidráulica se determina a partir de la _____ de la instalación.

<p>altura</p> Signup and view all the answers

El rendimiento _____ de una turbina hidráulica mide la eficiencia en la conversión de energía.

<p>manométrico</p> Signup and view all the answers

Las turbinas hidráulicas se clasifican principalmente en _____ y _____ según su funcionamiento.

<p>acción, reacción</p> Signup and view all the answers

La turbina __________ es un tipo de turbina de acción.

<p>Pelton</p> Signup and view all the answers

El rendimiento manométrico de una turbina hidráulica mide la __________ en la conversión de energía.

<p>eficiencia</p> Signup and view all the answers

Las turbinas de acción dependen del __________ del agua para su funcionamiento.

<p>peso</p> Signup and view all the answers

En una turbina hidráulica, el agua es la fuente de __________ que se transforma en trabajo.

<p>energía</p> Signup and view all the answers

La altura efectiva es siempre __________ que la altura neta en el funcionamiento de las turbinas.

<p>menor</p> Signup and view all the answers

La _____ neta se refiere a la diferencia de energía entre la entrada y la salida de la turbina.

<p>altura</p> Signup and view all the answers

El rendimiento manométrico se usa para evaluar la _____ de una turbina hidráulica.

<p>eficiencia</p> Signup and view all the answers

La _____ efectiva es el término que también se puede utilizar para referirse a la altura neta en turbinas hidráulicas.

<p>altura</p> Signup and view all the answers

El _____ de reacción es un parámetro que indica la cantidad de energía convertida en trabajo útil por la turbina.

<p>grado</p> Signup and view all the answers

Las turbinas de _____ convierten energía potencial en energía mecánica mediante el flujo de agua.

<p>reacción</p> Signup and view all the answers

La altura neta se determina considerando la _____ del agua en la instalación.

<p>altura</p> Signup and view all the answers

En una turbina de _____, el agua se descarga por gravedad y se utiliza su peso para generar energía.

<p>acción</p> Signup and view all the answers

La altura efectiva es siempre _____ que la altura neta durante el funcionamiento de las turbinas.

<p>menor</p> Signup and view all the answers

El rendimiento de una turbina hidráulica depende en gran medida de la _____ en la que opera.

<p>presión</p> Signup and view all the answers

La _____ de reacción se relaciona directamente con la eficiencia de la conversión de energía en una turbina hidráulica.

<p>magnitud</p> Signup and view all the answers

Las turbinas hidráulicas se pueden clasificar principalmente en ______ y reacción.

<p>acción</p> Signup and view all the answers

En una instalación hidroeléctrica, la _____ es fundamental para optimizar la producción de energía.

<p>altura</p> Signup and view all the answers

El _____ efectivo mide cuánto de la energía del agua se convierte en trabajo útil.

<p>rendimiento</p> Signup and view all the answers

La energía _____ se asocia al potencial y la cinética del agua en la turbina.

<p>total</p> Signup and view all the answers

El comportamiento de la _____ efectiva es clave en el desempeño de las turbinas hidráulicas.

<p>caída</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Altura neta

La diferencia de altura entre la superficie del agua del embalse y el nivel de salida de la turbina, considerando las pérdidas de carga en el sistema de conducción y las estructuras de entrada.

Altura efectiva

La altura que realmente utiliza la turbina para generar energía.

Rendimiento de la turbina (η)

La relación entre la altura efectiva y la altura neta.

Rendimiento manométrico

Es el porcentaje de energía hidráulica que se convierte en energía mecánica.

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Grado de reacción

Término que evalúa la capacidad de una turbina para transformar energía potencial en energía cinética.

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Altura efectiva (otra expresión)

La altura efectiva es la altura que realmente se utiliza para generar energía mecánica.

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Pérdidas de carga

Las pérdidas de carga en el sistema de conducción y estructuras de entrada disminuyen la altura neta.

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Turbina Francis

Las turbina Francis son un tipo de turbina hidráulica que aprovecha la energía cinética y potencial del agua.

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Turbina Pelton

Las turbinas Pelton son un tipo de turbina hidráulica que aprovecha la energía cinética del agua.

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Turbina Kaplan

Las turbinas Kaplan son un tipo de turbina hidráulica que aprovecha la energía cinética del agua.

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Rendimiento de una turbina

El rendimiento de una turbina es una medida de su eficiencia en la conversión de energía hidráulica en energía mecánica.

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Altura neta de la turbina

La diferencia de altura entre la superficie del agua del embalse y el nivel de salida de la turbina, considerando las pérdidas de carga en el sistema de conducción y las estructuras de entrada.

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Turbina de acción

En una turbina de acción, como la Pelton, el flujo del agua impacta directamente sobre los álabes de la turbina, transformando la energía potencial en energía cinética.

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Turbina de reacción

En una turbina de reacción, el flujo del agua pasa a través del rotor, interactuando con él y transformando la energía potencial y cinética en energía mecánica.

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Turbina de acción (Pelton)

Las turbinas hidráulicas de acción, como la Pelton, aprovechan la energía cinética del agua. El flujo impacta directamente en los álabes de la turbina, transformando la energía potencial en cinética.

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Turbina de reacción (Francis)

Las turbinas hidráulicas de reacción, como la Francis, aprovechan la energía potencial y cinética del agua. El flujo pasa a través del rotor, interactuando con él para generar energía mecánica.

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Altura manométrica

La altura manométrica es la diferencia de altura entre la superficie del agua del embalse y el nivel de salida de la turbina, sin considerar las pérdidas de carga. Es mayor que la altura neta.

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Importancia del cálculo de la altura neta

El cálculo de la altura neta es crucial para determinar la potencia generada por una turbina hidráulica. Se utiliza para predecir la eficiencia y el rendimiento de la planta.

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Turbina hidráulica

Las turbinas hidráulicas son dispositivos que convierten la energía hidráulica en energía mecánica. La energía hidráulica es proporcionada por la masa y velocidad del agua.

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Altura efectiva (Altura real)

La altura que realmente utiliza la turbina para generar energía. Es decir, la altura neta menos las pérdidas de carga por fricción en el sistema de conducción y estructuras de entrada.

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Tipo de turbina

Se refiere a la posibilidad de intercambiar energía potencial del agua por energía cinética, dependiendo del tipo de turbina.

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Turbinas para alta velocidad

Turbinas que se utilizan para flujos de agua de bajo caudal y alta velocidad, como las Pelton.

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Turbinas para alto caudal

Turbinas que se utilizan para flujos de agua de alto caudal y baja velocidad, como las Kaplan.

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Study Notes

Turbinas Hidráulicas: Altura Neta, Altura Efectiva y Rendimiento Manométrico

  • El tema aborda turbinas hidráulicas, altura neta, altura efectiva y rendimiento manométrico.
  • Se describe la evolución del agua en los componentes de una turbina.
  • Se define la velocidad absoluta (C), la presión (p), el peso específico (γ), la energía potencial (J), la pérdida de energía y el trabajo (τ).
  • Una ecuación relaciona altura (H) con velocidad (c), presión (P), peso específico (γ) y posición (z).
  • Se presentan fórmulas para determinar la altura neta, altura efectiva y rendimiento manométrico.
  • Se identifican componentes de una turbina: distribuidor, rueda y difusor.
  • Se define la altura neta (H) como la diferencia de energía, expresada en alturas, entre la entrada y salida de la máquina.
  • La altura efectiva (Hef) representa la energía absorbida por el eje, excluyendo pérdidas.
  • El rendimiento manométrico (ηman) es la relación entre altura efectiva y altura neta.
  • Se distinguen turbinas de acción y reacción.
  • Las turbinas de acción mantienen presión constante, mientras que en las de reacción, la presión varía.
  • Se proporciona una fórmula para calcular el rendimiento manométrico (ηman).
  • Se explican las pérdidas de energía (J) como roce, viscosidad y choques.
  • Se detalla cómo determinar la altura neta a partir de la instalación, incluyendo diagramas de embalse, chimenea de equilibrio, túnel y tubería.
  • Se aplica el principio de Bernoulli para el cálculo de la altura neta.
  • Se incluye una fórmula para calcular la altura neta en la sección de entrada y salida de la turbina, considerando las pérdidas ("Ime" e "Isn").
  • Se define la altura bruta (Zm - Zn) y se explica cómo obtener la altura neta, considerando pérdidas internas ("Ome").
  • Se ofrecen ejemplos de turbinas Pelton (turbina de un solo chorro, con dos inyectores), calculando la altura neta (H), considerando velocidad (c), presión (P) y posición (Zs). Se detallan ejemplos de turbinas de reacción (modelos no específicos, solo tipo turbina de reacción).

Bibliografía y Referencias

  • Máquinas Hidráulicas, de Wilfredo Jara T. (1998). Editorial INIFIM.
  • Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas, de Claudio Mataix.

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Este cuestionario explora conceptos clave sobre turbinas hidráulicas, incluyendo altura neta, altura efectiva, y rendimiento manométrico. Se discuten las ecuaciones que relacionan la energía y la velocidad del agua en la turbina, así como los diferentes elementos que la componen. Ideal para estudiantes de ingeniería hidráulica o mecánica.

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