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Volver al modelo ↑Cómo funcionan juntas las piezas
Conozca el divisor
Pausa y siga el chorro hasta la cuchara naranja en el lado superior izquierdo del rotor. Orbite para inspeccionar su cresta central. Dos cucharas desvían el agua hacia lados opuestos, evitando un empuje axial sostenido unilateral en este modelo simétrico. Reproduzca de nuevo para ver cómo la siguiente cuchara recibe el chorro.
Aumente la cabeza del chorro
Eleve la cabeza de 200 a 400 m con el diámetro del chorro fijo. La velocidad ideal del chorro aumenta por √2. Dado que la misma apertura ahora pasa agua más rápida, el caudal también aumenta por √2; la potencia hidráulica entrante aumenta por 2√2.
Aumente el ancho del chorro
Regrese a 200 m y aumente el diámetro del chorro. Su área transversal crece con el cuadrado del diámetro, por lo que duplicar el diámetro cuadruplicaría el caudal y la potencia ideal a cabeza y relación de velocidad fijas.
Ajuste el rotor al chorro
A baja velocidad del rotor, las cucharas ejercen una fuerte fuerza de giro pero se mueven lentamente. Cerca de la velocidad del chorro, capturan poco momento. Con un giro de flujo relativo fijo de 165° y sin fricción en las cucharas, este modelo alcanza su máximo a una velocidad del borde igual a la mitad de la velocidad del chorro. La eficiencia real de la turbina incluye pérdidas adicionales.
Las piezas principales
- Tobera y lanza
- La reducción acelera el agua hacia un chorro libre. Una lanza central regula la apertura en un inyector real. Aquí el control especifica un diámetro efectivo circular del chorro; el desplazamiento visible de la lanza es ilustrativo, no un modelo calibrado de flujo por válvula.
- Cucharas emparejadas y divisor
- Cada una de las dieciocho cucharas tiene dos concavidades que se encuentran en una cresta central. El chorro se divide hacia lados opuestos del eje. El color naranja identifica la cuchara que recibe el centro del chorro, por lo que el resaltado pasa de cuchara en cuchara a medida que gira el rotor.
- Disco del rotor
- Los tallos de las cucharas se unen a un disco común. Todas las cucharas giran rígidamente con el disco y el eje. La geometría es un montaje didáctico original con un radio de paso de medio metro, no el CAD de un rotor comercial.
- Eje y acoplamiento
- El eje sale de la rueda perpendicular a su plano, pasa por dos rodamientos y termina en un acoplamiento atornillado. La potencia mecánica es el torque multiplicado por la velocidad angular. Un generador está fuera de esta sección.
- Dos soportes de rodamientos
- Dos alojamientos mecanizados soportan el eje en lados opuestos del rotor. Pedestales y bases los conectan a la estructura. No se resuelven lubricación, fricción ni cargas de los rodamientos.
- Carcasa de salpicaduras
- La carcasa recoge el agua descargada. Su placa trasera tiene una abertura real para el eje; el corte frontal se ha removido para exponer las partes internas. A diferencia de una turbina de reacción, este rotor no está sumergido en una carcasa presurizada.
- Chorro y descarga dividida
- Las líneas azules muestrean el ancho del chorro libre y terminan en el primer contacto con cada cuchara. Representan trayectorias, no cilindros sólidos de agua. Las dos cintas de descarga indican la división hacia lados opuestos; son indicaciones esquemáticas de dirección, no trayectorias de agua calculadas.
- Bandeja de drenaje
- El agua usada cae debajo del rotor y sale por la bandeja abierta de recolección. La cabeza de la tobera se especifica independientemente de esta altura ilustrativa del drenaje.
Preguntas que vale la pena explorar
¿Por qué los cangilones Pelton tienen dos cucharas?
Una arista divide el chorro entre dos cucharas curvas. Estas redirigen el agua hacia ambos lados de la rueda; el cambio de cantidad de movimiento produce una fuerza sobre el cangilón móvil.
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¿El rodete Pelton funciona bajo el agua?
No. La Pelton es una turbina de acción cuyo rodete funciona en aire. Una tobera convierte la altura de carga disponible en velocidad del chorro antes de que llegue a los cangilones.
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¿Por qué un rodete parado no entrega la máxima potencia?
Un cangilón parado puede experimentar fuerza, pero entregar potencia al eje también requiere movimiento. En este modelo ideal, la potencia máxima se alcanza cuando la velocidad periférica es la mitad de la velocidad del chorro. Las máquinas reales tienen pérdidas que ese resultado ideal omite.
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