Planificaciones Centrales Hidráulicas. Docente responsable: BACCHIEGA JORGE DANIEL. 1 de 11

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1 Planificaciones Centrales Hidráulicas Docente responsable: BACCHIEGA JORGE DANIEL 1 11

2 OBJETIVOS Vincular al alumno con las técnicas aplicadas al manejo aguas y aprovechamiento la energía hidráulca, brindando ajemplos instalaciones reales. Se propiicia la aplicación los conocimientos recabados a lo largo la carrera, representando este modo una unidad intergradora en la especialidad. CONTENIDOS MÍNIMOS - PROGRAMA SINTÉTICO Energía y Sector Eléctrico. El mercado eléctrico. La manda energía eléctrica. La interconexión eléctrica. Caracterización las centrales hidroeléctricas. Energía un curso agua. Estudios preliminares. Transferencia en el tiempo la oferta hídrica. Centrales con embalses. Restricciones impuestas por otros usos prioritarios. Embalse compensación. Estructura constitutiva los aprovechamientos alta, media y baja caída. Potencia y Energía Hidroeléctrica. Equipamiento la central. Turbinas hidráulicas: acción y reacción. Instalaciones maniobra y protección en el sistema hidráulico. Dispositivos cierre, seguridad y control l caudal. Casa máquinas. Disposición general. Potencia y energía bombeo. Bombas hidráulicas. Clasificación en función l caudal y altura manométrica. Tipos bombas. Estructura la casa máquinas. Aprovechamientos mediante acumulación por bombeo. Evolución histórica las instalaciones y su rendimiento. Bomba simple y turbina - bomba. Ventajas y restricciones. Centrales Subterráneas. Aprovechamiento maremotrices. Micro-centrales Hidroeléctricas: Características constructivas. Utilización y tipos. Aspectos económicos. Aspectos Legales e Institucionales: Ley Nacional Nro Contratos concesión. Costos y Tarifas. Puesta en marcha y tención una bomba. Efectos transitorios. Cavitación. Condiciones en la aspiración. Variación las condiciones l movimiento con la viscosidad y el peso específico. Efecto la variación temperatura y viscosidad. Efecto la altura aspiración en el rendimiento l bombeo. PROGRAMA ANALÍTICO 1.- Energía y Sector Eléctrico: Definición y unidas. Fuentes energía. Incincia en el sarrollo económico. Sustitución. Balances energéticos nacionales. La electricidad. Sus características. Autogeneración. El servicio público y sus requerimientos. El mercado eléctrico. La manda. Características los consumos y crecimientos; diagramas carga y proyecciones. La oferta, disponibilidad y reservas. Función los distintos tipos centrales bajo la curva carga. La interconexión eléctrica. Caracterización las centrales hidroeléctricas. 2.- Energía un curso agua: Puesta en valor. Aprovechamientos saltos agua: por rivación, por retención y mixtos. Captación afluentes. Aprovechamientos lagos naturales. Esquema aprovechamientos: global un valle, conjugado varios valles. Sistemas complejos con bombeo. 3.- Estudios preliminares: Curva hidrodinámica la cuenca. Plan utilización: esquema alternativo y variantes proyectos. Determinación l esquema prioritario. Secciones extremas y salto bruto. Información hidrológica: curvas cronológicas, duración, características y concentración caudales. 4.- Transferencia en el tiempo la oferta hídrica: Centrales con embalses. Restricciones impuestas por otros usos prioritarios. Embalse compensación aguas abajo. Regulación la energía hidráulica disponible (diaria, semanal, estacional, anual). Optimización hidroeléctrica la operación l embalse. Períodos críticos, criterios garantía. Restricciones. Molos. temporal y simulaciones. Potencia media garantida. Potencia a instalar y energía producible. 5.- Estructura constitutiva los aprovechamientos alta, media y baja caída: Características esenciales las obras: ubicación y funciones en el esquema l aprovechamiento y elección, proceso constructivo y montaje. Según el caso : presas, embalses, rivación, obras toma, obras limpieza, conducción, cámara carga, chimenea equilibrio, tubería presión, casa máquinas, equipamiento la central, restitución. 6.- Potencia y Energía Hidroeléctrica : Evaluación la energía hidráulica en una turbina, potencia, cupla y rendimientos. Recuperación la energía residual. Saltos bruto y neto en los distintos tipos aprovechamientos. Rendimiento global. Potencia útil en bornes salida la central. Potencia eléctrica instalada. Producción efectiva y productibilidad. 7.- Equipamiento la central: Turbina hidráulicas: acción y reacción. Elementos que componen la turbina. Triángulo velocidas. Curvas características. Velocidad específica. Clasificación las turbinas, elección l tipo. Cavitación. Disposiciones constructivas más comunes. Particularidas las turbinas. Pelton, Francia, Hélice y Kaplan. Grupos con escurrimiento axial. Equipamiento eléctrico principal. Generador, transformador y servicios auxiliares. 2 11

3 8.- Instalaciones maniobra y protección en el sistema hidráulico: Dispositivos cierre, seguridad, control l caudal, regulación l tirante, limitación presión y accesorios. Chimenea equilibrio: régimen oscilación en masa. Disposiciones constructivas. Chimenea diferencial: ecuaciones Johnson. Criterio estabilidad: fórmulas Thoma y Evangelisti. Regulación, estabilidad y operación en paralelo los grupos generación. 9.- Potencia y energía bombeo. Pérdida carga la conducción. Altura manométrica. Efecto regulador la cámara aducción. Caudal instalado. Módulo los equipos en relación al diagrama funcionamiento. Secuencia arranque y parada Bombas hidráulicas. Clasificación en función l caudal y altura manométrica. Tipos bombas Casa máquinas: Disposición general; cubierta, a la intemperie y semi-intemperie. Fundaciones. Infraestructura y superestructura. Relación entre tipo equipamiento y nivel aguas abajo. Disposición l eje l grupo. Elementos y áreas necesarias para el montaje y mantenimiento. Previsiones para el sobreequipamiento futuro Aprovechamientos en ríos llanura: Características. Presas móviles. Restricciones cuando es navegable. Variación la potencia en función l caudal disponible Aprovechamientos mediante acumulación por bombeo. Evolución histórica las instalaciones y su rendimiento. Bomba simple y turbina - bomba. Ventajas y restricciones Centrales Subterráneas : Justificación y tipos. Aspectos económicos. Centrales bombeo subterráneas Aprovechamiento maremotrices: Las mareas. Características. Periodicidad. Ciclo funcionamiento. Ventajas y restricciones. Realizaciones y proyectos. 16.-Micro-centrales Hidroeléctricas: Características constructivas. Utilización y tipos. Aspectos económicos. 17.-Fluidos viscosos. Características, newtonianos y no newtonianos. Efectos en los procesos bombeo. Límites operación las bombas centrífugas. BIBLIOGRAFÍA 1.- Clases Máquinas Hidráulicas y Aprovechamientos Hidroeléctricos. Universidad Nacional La Plata. Ing. Roberto Diego Cotta, Tomos I y II. CEILP Centrales Hiroeléctricas. Zopetti 3.- Saltos Agua y Presas Embalse. Gomez Navarro 4.- Le Pompe. Mario Médici. Ed. Hoepli 5.- Hidráulica y Máquinas Hidráulicas. Claudio Mataix. 6.- Turbomáquinas Hidráulicas. Claudio Mataix. 7.- Hydraulic Turbine. A. J. Stepanoff 8.- Centrifugal and Axial Flow. A. J. Stepanoff. 9.- Conceptos sobre Máquinas Hidráulicas. Ing. Hugo R. Schmidt 10.- Estaciones Transformadoras. Zopetti Efectos Transitorios y Tanques Antiariete. Apuntes cátedra. Ing. Diego Bottelli Fluidodinámica Aplcada. Cuarnos Shaunt 13.- Guías Trabajos Prácticos RÉGIMEN DE CURSADA Metodología enseñanza Clases teórico- prácticas con consultas semanales. El dictado se efectúa acuerdo con el cronograma previsto, sarrollando en cada caso los temas teóricos en primer término y luego la aplicación en temas prácticos, con aplicación problemas concretos instalaciones existentes. Cada trabajo práctico prevé un proceso dictado, elaboración por parte los alumnos agrupados en grupos tres, presentación la versión preliminar, presentación la versión finitiva, evaluación y aprobación. Modalidad Evaluación Parcial Se prevén dos parciales a lo largo l cuatrimestre y un coloquio integrador. 3 11

4 CALENDARIO DE CLASES 4 11

5 problemas <1> 14/08 al 19/08 Generalida s..- Energía y Sector Eléctrico: Definición y unidas. Fuentes energía. Incincia en el sarrollo económico. Sustitución. Balances energéticos nacionales. La electricidad. Sus características. Autogeneració n. El servicio público y sus requerimiento s. El mercado eléctrico. La manda. Caraterísticas los consumos y crecimientos; diagramas carga y proyecciones. La oferta, disponibilidad y reservas. Función los distintos tipos centrales bajo la curva carga. La interconección eléctrica. Caracterización las centrales hidroeléctrica s. Concepto instalación hidráulica. Aprovechamie ntos hidroeléctrico s. Estaciones Bombeo. Conceptos constructivos. Energía un curso agua. Aprovechamie ntos saltos agua: por rivación, por retención y mixtos. Estudios preliminares, curva hidrodinámic a la 5 11

6 problemas cuenca. Secciones extremas y salto bruto. Información hidrológica : curvas cronológicas caudales, duración, características concentración en la cuenca. <2> 21/08 al 26/08 Estructura constitutiva los aprovechamie ntos a distancia. Efecto regulador un embalse. Obras toma. Equipos regulación y control. Elementos limpieza rejas. Obras conducción. Cámara carga. Chimenea equilibrio. TP N 1. Hidrología. Hidrograma afluente Septiembre 13 Guía TP. Clases Máquinas Hidráulicas y Aprovechamientos Hidroeléctricos. Universidad Nacional La Plata. Ing. Roberto Diego Cotta. <3> 28/08 al 02/09 Tubería presión. Casa máquinas. Equipamiento la central. Restitución. Estaciones bombeo. Principales componentes. Cámara aducción. Casa bombas. Tubería impulsión. TP N 2. Efecto regulador Septiembre 20 Guía Trabajos Prácticos. Ing. Hugo R. Schmidt/Miguel Costín Clases Máquinas Hidráulicas y Aprovechamientos Hidroeléctricos. Universidad Nacional La Plata. Ing. Roberto Diego Cotta. <4> 04/09 al 09/09 Potencia y energía hidroeléctrica. Evolución la energía hidráulica en una turbina, potencia, cupla, rendimiento. Recuperación energía residual. Saltos bruto y neto. Rendimiento global. 6 11

7 problemas Potencia útil en bornes salida la central. Producción efectiva y productividad. <5> 11/09 al 16/09 Potencia y energía bombeo. Pérdida carga la conducción. Altura manométrica. Efecto regulador la cámara aducción. Caudal instalado. Módulo los equipos en relación al diagrama funcionamient o. Secuencia arranque y parada. <6> 18/09 al 23/09 Bombas hidráulicas. Clasificación en función l caudal y altura manométrica. Tipos bombas. Instalaciones maniobra y protección las centrales hidroeléctrica s y estaciones bombeo. Compuertas planas y ataguías. TP N 3. Dimensionamiento conducciones. Pérdida carga. Octubre 11 Guía TP. Centrales Hiroeléctricas. Zopetti Saltos Agua y Presas Embalse. Gómez Navarro <7> 25/09 al 30/09 Compuertas sector. Compuertas tipo clapeta. Elementos accionamient o. Dispositivos estanquidad. Válvulas planas a slizamiento y rodamiento. Válvulas aguja, chorro hueco, mariposa, cilíndrica, a sector, esférica. TP N 4. Caudal instalado. Perfil la conducción y prediseño la casa máquinas. Modulación estación bombeo. Octubre 18 Guía TP. Le Pompe. Mario Médici. Hidráulica y Máquinas Hidráulicas. Claudio Mataix. Máquinas Hidráulicas. Claudio Mataix. Hydraulic Turbine. Stepanoff Conceptos Máquinas Hidráulicas. Ing. Hugo R. Schmidt <8> Efectos 7 11

8 02/10 al 07/10 transitorios en las conducciones. Chimenea equilibrio : ecuaciones fundamentale s. Solución sin y con rozamiento. <9> 09/10 al 14/10 Cierre brusco. Apertura brusca. Variación lineal. Diversos tipos chimenea equilibrio. Estabilidad funcionamient o. Fórmulas Thoma y Evangelisti. Regulación las turbinas. Reguladores. Operación equipos en paralelo. problemas TP N 5 Chimenea equilibrio. Sistemas antiariete en acueductos. Noviembre 8 Estaciones Transformadoras. Zopetti. Guía Trabajos Prácticos. Ing. Hugo R. Schmidt <10> 16/10 al 21/10 Evaluación Parcial <11> 23/10 al 28/10 Elementos protección en las estaciones bombeo. Sistemas antiariete. Válvulas reguladoras y compensador as. Puesta en marcha y tención una bomba. TP N 6. Instalaciones Accesorias (Equipos Mecánicos y Eléctricos) Noviembre 22 Guía T.P. Efectos Transitorios y Tanques Antiariete. Apuntes cátedra. Ing. Diego Bottelli. <12> 30/10 al 04/11 Efectos transitorios. Accesorios y elementos control las instalaciones. Cavitación. Centrales Subterránea s : Justificación y tipos. Aspectos económicos. Centrales bombeo subterráneas. Aprovechamie nto maremotrices: Las mareas. 8 11

9 problemas Características. Periodicidad. Ciclo funcionamient o. Ventajas y restricciones. Realizaciones y proyectos. Microcentrales Hidroeléctrica s: Caractrerística s constructivas. Utilización y tipos. <13> 06/11 al 11/11 Aspectos económicos: Los requerimiento s en pico l diagrama cargas. Calidad y precio la energía eléctrica. Dimensiones económicas las instalaciones. Cronogramas obras, montaje y puesta en marcha. Presupuestos. Aspectos Legales e Institucionales : Ley Nacional Nro Contratos concesión. Costos y Tarifas. Prioridas en el uso l agua. Aprovechamie ntos interprovincial es. Regalías hidroeléctrica s. Aprovechamie ntos internacionale s. Relación obras y proyectos hidroeléctrico s. Plan energético nacional. Condiciones en la aspiración. Variación las TP N 7. Centrales Bombeo Noviembre 29 Centrales Bombeo. Apuntes Cátedra. Ing. Hugo R. Schmidt 9 11

10 problemas condiciones l movimiento con la viscosidad y el peso específico. Efecto la variación la temperatura. Tuberías calefaccionad as. <14> 13/11 al 18/11 <15> 20/11 al 25/11 <16> 27/11 al 02/12 Equipos bombeo para fluidos livianos o volátiles. Para fluidos viscosos y altamente viscosos. Bombas centrífugas, engranajes y helicoidales (Doble y triple tornillo). Efecto la altura aspiración en el rendimiento l bombeo. Variación en función la viscosidad l fluido. Evaluación l rendimiento l equipo acuerdo con las propiedas l fluido. Selección equipos. Extrapolación los parámetros ensayo a partir los obtenidos para el agua. TP Nº8. Fluidos viscosos. Diciembre 6 Fluidodinámica Aplicada. Cuarnos Shaunt

11 CALENDARIO DE EVALUACIONES Evaluación Parcial Oportunidad Fecha Hora Aula 1º 9 15/10 17: º 11 29/10 17: º 12 05/11 17: º 11 11