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9. TURBINA MICHELL-BANKI
Esta turbina fue inventada por A.G. Michell (Australia) y patentada en 1903. Posteriormente, entre 1917 y 1919, fue estudiada por Donat Banki (Hungría), en la Universidad de Budapest. Se trata de una turbina de acción, de flujo radial centrípeto- centrífugo, de flujo transversal, de doble paso y de admisión parcial.
La turbina se basa en la teoría de Poncelet, ingeniero francés (1788-1867) quien desarrollo la clásica rueda hidráulica de eje horizontal. Posteriormente, el profesor húngaro Donat Banki hizo un trabajo extensivo sobre esta máquina (1912-1918). A través de una serie de publicaciones especificó que, para obtener la máxima eficiencia, el ángulo con el cual el chorro golpea al álabe debe ser tan pequeño como sea posible. Basado en esta suposición calculó los ángulos de entrada y salida del rodete, ancho del mismo, la forma del flujo a través de este y la curvatura del álabe.
Considerando todas las pérdidas posibles que ocurren en el distribuidor y el rodete, expreso el rendimiento máximo posible con la siguiente ecuación:
ηmax= 0.771 - 0.384(D/H)
ηmax = Rendimiento máximo
D (m) = Diámetro de la turbina
H (m) = Altura bruta
Sonnek, (1923) modifico la teoría de Banki asumiendo un ángulo del álabe constante e igual a 30º grados, con lo que la ecuación de rendimiento máximo resultó en:
ηmax= 0.863 - 0.264(D/H)
Desde esa época fueron muchas las investigaciones realizadas sobre esta turbina a través del tiempo, las cuales han introducido mejoras sustanciales en la eficiencia de la misma.
La turbina de Flujo Cruzado o turbina Michell-Banki es una máquina utilizada principalmente para pequeños aprovechamientos hidroeléctricos, basa sus ventajas fundamentalmente en un sencillo diseño y fácil construcción lo que la hace especialmente atractiva en el balance económico de un aprovechamiento en pequeña escala.
A diferencia de las turbinas de flujo axial o radial el agua en una turbina de flujo cruzado pasa a través del rodete en forma transversal y solo de forma parcial; como en una rueda de agua, esta es admitida por su perímetro exterior, la cual luego ingresa al rodete y pasa por los alabe del lado opuesto del rodete. Esto implica que el agua pasa dos veces por los alabes entregando un trabajo adicional, mejorando la eficiencia.
Las principales
características de
esta máquina
son las
siguientes:
La velocidad de giro puede ser seleccionada en un amplio rango
Se puede regular el caudal y la potencia por medio de un mecanismo sencillo
El diámetro de la turbina no depende necesariamente del caudal
Se alcanza un aceptable nivel de rendimiento con pequeños caudales
Diseño e instalación sencilla
La turbina de flujo transversal es adecuada para pequeños ríos que durante varios meses pueden tener un bajo caudal.
Los rangos generales de operación de esta turbina son los siguientes:
Altura (m) → 1< H < 100 Caudal (m3/s) → 0.2< Q< 7 Potencia (MW) → P<1
Velocidad especifica → 30< Ns< 210 o 23< Nq< 70