Con las siguientes prácticas se quiere conocer, hallar y manejar las características propias de una Turbina tipo Pelton.

Transcripción

1 MANUAL DE UNA INTERFAZ ENTRE LA TURBINA PELTON EDIBON Y UN PC, USANDO LA TARJETA DE ADQUISICIÓN DE DATOS NI USB-6211 Y LABVIEW DE LA FACULTAD TECNOLÓGICA, PARA EL TRATAMIENTO Y EL ANÁLISIS DE DATOS Este manual consiste en el manejo de una interfaz entre la turbina Pelton Edibon y un pc, usando la tarjeta de adquisición de datos NI USB-6211 y LABVIEW, para el tratamiento y el análisis de datos disponible en el laboratorio de civiles y eléctrica correspondientemente. Primero para las correspondientes prácticas se necesitan los siguientes elementos los cuales se encuentran en los laboratorios de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería en construcciones civiles. Turbina Pelton Edibon con su respectivo modulo. Tarjeta adquisición de datos NI USB 6211 Conectores LabVIEW 2012 con sus respectivos módulos para manejo de la tarjeta de adquisición. Computador portátil con características mínimas para soportar LabVIEW OBJETIVO GENERAL DE LA PRÁCTICA. Con las siguientes prácticas se quiere conocer, hallar y manejar las características propias de una Turbina tipo Pelton. OBJETIVOS ESPECIFICOS. Mediante sensores poder medir las características de la turbina como de los elementos que interactúan con ella para su funcionamiento, los cuales son: Presión del chorro de agua en (Psi), caudal en (Lm), Torque, corriente de la bomba y velocidad de giro de la turbina. Con estos datos se quiere hallar la potencia hidráulica, potencia mecánica y así hallar la eficiencia de este tipo de turbina. PRCEDIMIENTO. 1. Instalar el software en este caso LabVIEW 2012 con sus complementos (Drivers) en el PC el cual se desea visualizar y tratar los datos:

2 2. Se acoplan los conectores tanto en las ranuras que se encuentran en la turbina como en los bornes de la tarjeta NI USB 6211 (seguir las etiquetas de los conectores). AI0 AI1 AI2 AI8 +5v AI GND NOTA: si se modifican las entradas análogas en la tarjeta también se deben de modificar en la interfaz turbina Pelton para que sean reconocidas por el programa. 3. Probar la tarjeta de adquisición de datos y sus puertos con el programa de la interfaz, el LED de la tarjeta NI USB 6211 debe parpadear para indicar que se encuentra en línea con el PC:

3 4. Se prueba el correcto funcionamiento de la bomba, flujo de agua, movimiento de las aspas de la turbina. Correcto giro de la turbina (verificar que el sensor de velocidad que se encuentra atrás de la turbina no haga contacto con la misma para la correcta medición de la velocidad.). 5. Adquirir el programa de la interfaz en LabVIEW (se encuentra en los laboratorios de civiles y eléctrica de la facultad tecnológica). Dar doble clic sobre el icono Interfaz Turbina Pelton

4 6. Se debe crear un nuevo DAQ Assistant2 en la ventana Block Diagram, dando clic derecho en el área de trabajo y luego: Con la siguiente configuración en el DAQ Assistant2 para cada una de las señales de entrada, para que la tarjeta de adquisición de datos NI USB-6211 reconozca el puerto USB del PC con el cual se desea trabajar: Corriente: Terminal configuration: NRSE Acquisition Mode: Continuos samples

5 Frecuencia: Terminal configuration: NRSE Acquisition Mode: Continuos samples

6 Presión: Terminal configuration: RSE Acquisition Mode: Continuos samples

7 7. Configurar la ruta en la cual se desea descargar el archivo Excel con los datos obtenidos en la interfaz, tanto en la ventana de Front Panel en la pestaña esquemático y en ventana Block Diagram dando doble clic en el bloque MS Ofifce Report:

8 8. Correr el programa y tomar los valores de caudal, Presión, velocidad y fuerza. Mientras se va aumentando el caudal de entrada mediante el mando de la bomba. Nota: (las medidas de caudal y torque se hacen indirectamente revisar artículo de la interfaz Turbina Pelton. Dar clic el botón de RUN que se encuentra en la parte superior izquierda de la ventana Front Panel luego dar clic en el botón START de la interfaz y comience a visualizar las gráficas de Flujo (Caudal), Corriente-Corriente RMS, Torque, Velocidad (RMP) y presión (PSI):

9 Dando clic en las distintas pestañas de la interfaz se pueden visualizar las gráficas de flujo, corriente, torque, velocidad y presión:

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11 También puede visualizar los datos en Excel con la ruta descrita por el usuario:

12 LISTA DE POSIBLES ERRORES A MOMENTO DE EJECUTAR LA INTERFAZ ERROR SUGERENCIA No funciona la bomba Verificar la alimentación Los sensores no funcionan Verificar la conexión en los bornes de la tarjeta El PC no reconoce la tarjeta de adquisición de datos. El LED de la tarjeta de adquisición de datos no parpadea Al momento de correr el programa se pausa la simulación No se genera el archivo Excel con los datos simulados Reinstalar LabVIEW con todos los complementos (Drivers) Revisar el cable de la conexión entre el PC y la tarjeta Se debe Configurar la ruta en la cual se desea descargar el archivo Excel Verificar la ruta la ruta en la cual se desea descargar el archivo Excel

13 9. Para hallar la potencia Hidráulica se utiliza las mediciones de caudal y presión. Donde: P Hidráulica = ηhq [W] η: Densidad del agua 9810 [ N m 3] H: Metros caída de agua [m] Q: Caudal [ m3 s ] Metros de caída de agua se hallan mediante la potencia con la siguiente equivalencia. 1 bar = 10,19 metros de agua. 10. Para hallar la potencia mecánica se utiliza la velocidad y el torque de la turbina. P mecánica = Tω [W] T = r(f 2 - F 1) [Nm] Donde: ω = velocidad medida en la turbina F = fuerza medida por los dinamometros r = fuerza medida por los dinamometros (3 cm radio de la flecha de la turbina) 11. Par hallar la eficiencia se comparan con la siguiente ecuación las dos potencias. η = P mecánica P hidráulica [ W W ] PRACTICAS PROPUESTAS Para el desarrollo de las siguientes prácticas se requieren seguir los siguientes pasos y tomar los datos dependiendo las variables que se requieran hallar, tanto experimentalmente como matemáticamente con las ecuaciones anteriormente descritas: Procedimiento: Ejecutar la interfaz Abrir por completo la válvula del inyector (regulador caudal) de la turbina Variar la velocidad progresivamente Tomar los datos de de Flujo (Caudal), Corriente-Corriente RMS, Torque, Velocidad (RMP) y presión (PSI). Graficar los datos obtenidos por ejemplo de: Potencia Hidráulica Vs velocidad Torque Vs Velocidad Flujo Vs velocidad Análisis de resultados y conclusiones

14 En anterior procedimiento descrito, desarrollado para la interfaz de la turbina Pelton, están encaminadas a la asignatura generación hidráulica, con las cuales se podrán desarrollar las siguientes prácticas con la posibilidad de otras adicionales: 1. Encontrar la potencia hidráulica y mecánica de la turbina Pelton Edibon. 2. Encontrar la potencia generada por la turbina Pelton Edibon. 3. Encontrar la eficiencia de la turbina Pelton Edibon 4. Caracterizar el funcionamiento de la turbina Pelton Edibon.