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CONDUCCIONES HIDRAULICAS EN UNA PRESA

CONDUCCIONES HIDRAULICAS EN UNA PRESA CENTRALES HIDROELECTRICAS

INTEGRANTES:GUTIERREZ TORRES, EvelinLOYA OLIVERA, Lizbeth FiorellaDOCENTE: Ing. YARASCA CORDOVA, PedroAutor: CENTRALES HIDROELECTRICASCENTRALES HIDROELECTRICASCONDUCCIONES HIDRAULICAS EN UNA PRESA20142014

CONDUCCIONES HIDRAULICAS EN UNA PRESA

ContenidoI.INTRODUCCION3II.OBJETIVOS4III.MARCO TEORICO53.1.ELEMENTOS DE UNA CENTRAL HIDRAULICA5IV.CENTRALES HIDRAULICAS74.4.ELEMENTOS DE UNA PRESAError! Marcador no definido.2.2 TIPOS DE TUBERIA REFORZADA222.2.1 Materiales empleados en la tubera forzada224.5.ANILLOS DE SOPORTE254.6.DISEO HIDRULICO Y REQUISITOS ESTRUCTURALES284.7.NUMERO DE TUBERIA294.8.DIMETRO DE LA TUBERA.304.9.RESUMEN314.10.PRESIONES32

I. INTRODUCCIONLa funcin de una central hidroelctrica es utilizar la energa potencial del agua almacenada y convertirla, primero en energa mecnica y luego en elctrica, para ello necesitamos una conduccin para el flujo que concurre en la presa, por tal razn estudiaremos los componentes internos de una Centra Hidroelctricas, especificando los elementos mecnicos internos de la Central Hidroelctrica como las Conducciones Hidrulicas que se originan desde la toma de agua (Captacin) y la retencin de desechos por las rejillas filtradoras sobre el embalse que existe en la presa, continuando con los rganos de maniobra o casa de maquinas que es una construccin que se ubican las maquinas _(turbinas, alternadores y elementos de regulacin; la Tubera Forzadas y el trabajo que realizan estos componentes para el funcionamiento y la generacin de energa elctrica.

II. OBJETIVOS

Conocer los componentes de la casa de maquinas , y sus respectivas funciones Conocer la utilidad de la tubera forzada Evaluar los tipos de tuberas forzadas para elegir un costo y dimetro adecuado. Analizar las perdidas de carga que existen en las tuberas forzadas.

III. MARCO TEORICO3.1. ELEMENTOS DE UNA CENTRAL HIDRAULICA

CENTRAL HIDRAULICA: Una central hidroelctrica es aquella que genera electricidad mediante el aprovechamiento de la energa potencial del agua embalsada en una presa situada a un nivel ms alto que la central.El agua es conducida mediante una tubera de presin a la sala de mquinas de la central, donde mediante turbinas hidrulicas se produce la generacin de energa elctrica en alternadores. El agua que sale de la turbina es devuelta a su curso original a un nivel ms bajo respecto al que fue recogida.

TOMA DE AGUA. Zona de obra donde se capta el agua necesaria para el accionamiento de las turbinas. Las aperturas por donde entra el agua estn protegidas para evitar que pasen a la turbina cuerpos en suspensin o flotacin (limpieza peridica de rejillas)

GALERA DE CONDUCCIN. El agua circula debido a los ligersimos desniveles entre sus extremos (velocidades pequeas). Hechas de hormign con juntas de dilatacin para contrarrestar el efecto de los cambios de temperatura

TUBERA DE PRESIN O FORZADA. Soportan grandes presiones en toda su superficie. Trazado segn terreno. Hechas de acero con juntas de dilatacin

CHIMENEA DE EQUILIBRIO. Amortigua el golpe de ariete. El agua flucta en ella segn la presin en las conducciones. Se sitan en la zona de unin de las galeras de conduccin y las tuberas forzadas.

IV. CENTRALES HIDRAULICASLas centrales hidrulicas de generacin de energa elctrica son las centrales ms sencillas y eficientes, con un relativamente bajo impacto medioambiental, ya que, a pesar de inundar un valle y bloquear el curso del ro, estn obligadas a mantener un caudal ecolgico mnimo que garantice la pervivencia de los ecosistemas fluviales.

Estas centrales poseen una gran gestionabilidad mediante el control del caudal de agua que turbinan, por lo que se emplean para la regulacin de la demanda elctrica, aprovechando que pueden ser operadas de forma centralizada agrupadas por cuencas hidrogrficas. Los mayores inconvenientes que presentan estas centrales son sus dependencias de la orografa del terreno, es decir, de encontrar saltos adecuados para su instalacin, y de las precipitaciones que se produzcan en la cuenca cada ao.

El origen de la energa que aprovechan las centrales hidroelctricas se encuentra exclusivamente en el salto de altura entre las posiciones del agua antes y despus de ser turbinada (no se aprovecha la velocidad que alcance el fluido en la conduccin, a diferencia de los aerogeneradores

FuncionamientoLa energa elctrica no se puede almacenar, debe ser consumida en el mismo instante en el que se produce. esto significa que se debe conocer en todo momento la cuanta en la que va a ser requerida, o al menos tener una previsin lo ms aproximada posible, para estar en condiciones de generarla. La evolucin de la demanda de energa elctrica en funcin del tiempo se denomina curva de demanda, presentando mximos y mnimos que corresponden a las horas de mayor y menor consumo, respectivamente, denominados horas punta y horas valle. La forma de la curva se puede generalizar para los distintos das del ao, aunque la cifra asociada a los puntos que representan la misma, lgicamente, vara de un da a otro. Independientemente del mes y del da, siempre hay que ajustarse a la demanda y producir, con los diferentes tipos de centrales que se disponga, la energa solicitada en cada instante.En este ajuste continuo de la produccin a la demanda es necesario disponer de centrales cuya potencia pueda ser fcilmente regulable, con una gran flexibilidad de operacin. Las centrales hidroelctricas presentan estas caractersticas jugando un papel muy importante en el conjunto del parque de centrales de generacin de energa elctrica de cualquier pas. Son instalaciones con una alta velocidad de respuesta ante los cambios de demanda, lo que quiere decir que en unos minutos (2 - 3 en los grupos ms modernos) pasan de estar paradas a dar la potencia nominal. Esto no ocurre con las centrales de combustible fsil o nuclear, que necesitan desde 6 - 8 horas hasta mas de 18, dependiendo de las condiciones en las que se produzca el arranque de las mis- ms. Por todo esto, las centrales hidroelctricas se convierten en instalaciones ms adecuadas para cubrir las puntas de demanda, as como para cubrir las bajas imprevistas de otras centrales.La funcin de una central hidroelctrica es utilizar la energa potencial del agua almacenada y convertirla, primero en energa mecnica y luego en elctrica.

El agua de los ros es retenida por medio de presas y luego es conducida por tneles y tuberas de alta presin hacia terrenos ms bajos, al llegar a la planta generadora, el agua lleva ya una enorme cantidad de ener- ga, la que se aprovecha para hacer girar turbinas que accionan el alternador y produce la corriente elctrica.

Dependiendo de las condiciones se utilizan distintos tipos de turbinas. Si la cada de agua es importante se utilizan turbinas Pelton. Si las cadas son medianas turbinas Francis y si son pequeas turbinas Kaplan. Las turbinas a su vez hacen girar un generador que produce la electricidad, sta pasa a los transformadores y luego es transportada a los sitios de consumo a travs de las lneas de transmisin.

4.1. CONDUCCIONES HIDRAULICAS A UNA CENTRALConducciones: canales, tneles y tuberas forzadasLa alimentacin de agua a las turbinas se puede hacer directamente a travs del dique en centrales a pie de presa o a travs de un sistema de canalizaciones en el caso de centrales en derivacin.En el caso de los canales estos pueden realizarse excavando el terreno en la ladera o de forma artificial mediante estructuras de concreto. En todo caso las pendientes de los mismos son muy dbiles, del orden de algunas unidades por diez mil. En el proyecto del canal deben tenerse en cuenta las siguientes consideraciones: Buscar la solucin que represente la mayor economa, no slo en construccin sino en explotacin. Evitar el paso por terrenos permeables, para reducir al mnimo los revestimientos, ya sean de arcilla, de mampostera u otro mate- rial. La velocidad del agua en le canal se determina por las conocidas frmulas de Chezy, Bazin, Manning, etc... En saltos de gran caudal y poca altura se reduce la pendiente en el canal para no perder carga, exigiendo en este caso mejor acabado para reducir prdidas y trabajos de limpieza, pues aumentar la sedimentacin: tam- bin el costo ser mayor por unidad de longitud. Cuando el salto sea de gran altura y poco caudal se puede admitir mayor pendiente en el canal y buscar soluciones ms econmicas. La seccin transversal a adoptar depender de la clase de terreno: habitualmente para canales en roca se utiliza la seccin rectangular y para canales en tierra se utiliza la seccin trapezoidal. Tambin se suelen utilizar tuberas prefabricadas de concreto para conducciones en lmina libre enterradas.En algunas ocasiones, para reducir la longitud del canal, puede justificarse la perforacin de tneles en la montaa, en cuyo caso hay que fijar bien los puntos de ataque y de apoyo, de manera de no elevar demasiado los trabajos de excavacin y revestimiento si ste se hace necesario.Para evitar grandes longitudes el desnivel del ro debe ser grande y suele ir acompaado de una orografa irregular, lo que dificulta la construccin de los canales. Por esta razn se prefiere por lo general la solucin del tnel en carga que no obstante su mayor costo, se adapta mejor a las condiciones geogrficas. Adems en este caso la respuesta de la instalacin ante aumentos bruscos de demanda es mejor. Como contrapartida se re- quieren estudios geolgicos profundos y mayores dificultades de construccin, debiendo tener gran cuidado en la transmisin de los esfuerzos de presin al terreno.Desde este punto de vista el perfil circular es el mas adecuado pero su realizacin no es fcil debido a la dificultad de circulacin de las mquinas excavadoras sobre una superficie cilndrica, limitndose a las galeras que t