Condutores de turbinas de auga: tipos e especificacións técnicas

As turbinas de auga son compoñentes clave nos sistemas hidroeléctricos, xa que converten a enerxía da auga que flúe ou cae en enerxía mecánica. No corazón deste proceso reside ocorredor, a parte xiratoria da turbina que interactúa directamente co fluxo de auga. O deseño, o tipo e as especificacións técnicas da turbina son fundamentais para determinar a eficiencia da turbina, o rango de altura operativa e os escenarios de aplicación.

1. Clasificación dos rodillos das turbinas de auga

As turbinas hidráulicas clasifícanse xeralmente en tres categorías principais segundo o tipo de caudal de auga que manexan:

A. Corredores de impulso

As turbinas de impulso funcionan con chorros de auga a alta velocidade que golpean as palas do rodete a presión atmosférica. Estes rodetes están deseñados paraalta presión, baixo caudalaplicacións.

• Corredor Pelton:

  • Estrutura: Baldes en forma de culler montados na periferia dunha roda.

  • Alcance da cabeza100–1800 metros.

  • VelocidadeBaixa velocidade de rotación; a miúdo require incrementadores de velocidade.

  • AplicaciónsZonas montañosas, microenerxía hidroeléctrica fóra da rede.

B. Corredores de reacción

As turbinas de reacción funcionan coa presión da auga que cambia gradualmente a medida que pasa polo rodete. Estes rodetes están mergullados e funcionan baixo presión de auga.

• Francisco Corredor:

  • EstruturaFluxo mixto con movemento radial e axial cara a dentro.

  • Alcance da cabeza20–300 metros.

  • EficienciaAlto, normalmente superior ao 90 %.

  • AplicaciónsAmplamente utilizado en centrais hidroeléctricas de media caída.

• Corredor de Kaplan:

  • Estrutura: Colador de fluxo axial con láminas axustables.

  • Alcance da cabeza2–30 metros.

  • CaracterísticasAs láminas axustables permiten unha alta eficiencia baixo cargas variables.

  • AplicaciónsRíos de baixa caída e alto caudal e aplicacións mareomotrices.

• Hélice corredora:

  • EstruturaSemellante a Kaplan pero con láminas fixas.

  • EficienciaÓptimo só en condicións de fluxo constante.

  • AplicaciónsPequenas centrais hidroeléctricas con caudal e altura estables.

C. Outros tipos de corredores

• Corredor de Turgo:

  • EstruturaOs chorros de auga golpean a corredora nun ángulo.

  • Alcance da cabeza50–250 metros.

  • VantaxeMaior velocidade de rotación que a Pelton, construción máis simple.

  • AplicaciónsCentrais hidroeléctricas de pequena e mediana escala.

• Colocador de fluxo cruzado (turbina Banki-Michell):

  • EstruturaA auga flúe a través do corredor transversalmente, dúas veces.

  • Alcance da cabezaDe 2 a 100 metros.

  • CaracterísticasBo para pequenas centrais hidroeléctricas e caudal variable.

  • AplicaciónsSistemas illados da rede, minicentrales hidroeléctricas.

2. Especificacións técnicas principais dos corredores

Os diferentes tipos de corredores requiren unha atención especial aos seus parámetros técnicos para garantir un rendemento óptimo:

3. Criterios de selección

Ao elixir un tipo de corredor, os enxeñeiros deben ter en conta:

• Cabeza e fluxo: Determina se se escolle impulso ou reacción.

• Condicións do sitioVariabilidade fluvial, carga de sedimentos, cambios estacionais.

• Flexibilidade operativaNecesidade de axuste da lámina ou adaptación do fluxo.

• Custo e mantementoOs corredores máis sinxelos como os Pelton ou os Propeller son máis fáciles de manter.

4. Tendencias futuras

Cos avances na dinámica de fluídos computacional (CFD) e na impresión 3D de metal, o deseño de rodetes de turbina está a evolucionar cara a:

• Maior eficiencia en fluxos variables

• Corredores personalizados para condicións específicas do sitio

• Uso de materiais compostos para láminas máis lixeiras e resistentes á corrosión

Conclusión

As turbinas de auga son a pedra angular da conversión de enerxía hidroeléctrica. Ao seleccionar o tipo de turbina axeitado e optimizar os seus parámetros técnicos, as centrais hidroeléctricas poden acadar unha alta eficiencia, unha longa vida útil e un impacto ambiental reducido. Tanto se se trata de electrificación rural a pequena escala como de grandes centrais conectadas á rede, a turbina segue sendo a clave para liberar todo o potencial da enerxía hidroeléctrica.