Una turbina Kaplan es un tipo de turbina hidráulica de hélice (específicamente una turbina de reacción) utilizada en plantas hidroeléctricas. El agua fluye tanto dentro como fuera de las turbinas Kaplan a lo largo de su eje de rotación (flujo axial). Lo que hace que las turbinas Kaplan sean especiales es que las palas pueden cambiar su ángulo a demanda para mantener la máxima eficiencia para diferentes caudales de agua. El agua que fluye a través de una turbina Kaplan pierde presión, esto significa que una turbina Kaplan es una turbina de reacción (similar a una turbina Francis).
El área en la que el agua puede ingresar a estas turbinas es grande, igual a toda el área que ocupan las palas. La gran superficie de las turbinas Kaplan las hace más útiles donde fluyen grandes volúmenes de agua, y se pueden usar incluso en presas con una altura relativamente baja. Esto es especialmente importante, ya que antes del desarrollo de la turbina Kaplan, la mayoría de las turbinas solo eran adecuadas para grandes caudales de agua. Viktor Kaplan diseñó esta turbina a partir del diseño de hélices de barco, y debido a eso funcionan esencialmente de la manera opuesta como hélices.
Contenido
- 1 Diseño
- 2 Operación
- 3 Para Seguir Leyendo
- 4 Referencias
Diseño
Estas turbinas deben diseñarse de manera que permitan que grandes cantidades de agua fluyan a través de ellas sin dañarlas. La forma en que se diseñan las turbinas Kaplan es ligeramente diferente de otras turbinas. Esta turbina es mucho más simple. Hay un paso de flujo que introduce el agua en la dirección radial, y paletas guía especializadas: palas estacionarias que dirigen el agua abruptamente para que entre a la turbina en la dirección axial. La turbina en sí está equipada con varias palas de rotor unidas directamente al eje central de la turbina. Estas cuchillas están unidas con juntas móviles para que el ángulo se pueda alterar, lo que garantiza la máxima eficiencia para cualquier caudal y cabezal de agua dados.
Es importante tener en cuenta que las palas de esta turbina no son planas, sino que se tuercen ligeramente porque la parte exterior de la pala se mueve más rápidamente que la parte interior.
Operación
La forma en que se mueve el agua a través de una turbina Kaplan es ligeramente diferente de otras turbinas. En primer lugar, el agua se dirige hacia la turbina radialmente, acercándose desde un lado. Esto se hace porque el generador generalmente está ubicado en algún lugar a lo largo del eje de rotación de las turbinas, por lo que si el generador estuviera ubicado aquí, se mojaría. En su lugar, las paletas guía llevan rápidamente el agua a través de un giro de noventa grados para que golpee las cuchillas axialmente. Además de redirigir el agua, estas paletas están alineadas para dar al agua una cantidad adecuada de «remolino».
El agua se mueve hacia abajo sobre las palas de la hélice, girándola con el «remolino» del agua. Por lo tanto, este tipo de turbina se conoce como turbina de reacción, ya que la fuerza de reacción del empuje del agua en la hélice obliga a la hélice a moverse. El agua sale de la turbina axialmente.
Para obtener más información sobre el funcionamiento de las turbinas Kaplan, haga clic aquí.
Para Leer Más
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- Wikimedia Commons. (25 de agosto de 2015). Turbina Kaplan . Disponible: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d0/Kaplan-Turbine-2007.jpg
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- Por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos, Este archivo se derivó de: Turbina de agua (en).svg: Dominio Público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=18581340
