¿Por qué la eficiencia de una bomba hidráulica es menor que la turbina?

Answer 1

Se puede analizar por los siguientes puntos …

1. El tamaño y la potencia de salida de las turbinas es muy alto, por lo que, en comparación, la cantidad de pérdidas es relativamente menor, y generalmente no se considera tanto. Pero, dado que las bombas son dispositivos más pequeños y que consumen energía, las pérdidas que se producen son significativas.
2. Las bombas tienen un amplio rango de trabajo, mientras que en las turbinas el rango de trabajo es estrecho y, en general, se ejecuta en su condición de máxima eficiencia.
3. En las turbinas, la presión de salida es menor que la presión de entrada del fluido, mientras que en la bomba la presión aumenta.

Debido a esto en turbinas tenemos un gradiente de presión favorable (dP / dx 0) y esto da como resultado los fenómenos de separación del fluido.

Esto disminuye la eficiencia.

Answer 2

Las turbinas son más eficientes que la bomba debido a los gradientes de presión favorables en las turbinas .

• Gradiente de presión: (dp / dx)

• -ve para turbinas (alta presión a baja presión)
• + ve para bombas (baja presión a alta presión)

-ve gradientes de presión son favorables sobre + ve (condiciones adversas). Porque si los gradientes de presión son positivos, existe la posibilidad de que se produzca una inversión de flujo / separación de flujo y una disminución de la eficiencia de una bomba.

En el caso de las turbinas, el flujo es natural y acelerado y, por lo tanto, es más eficiente. Las cifras de separación de flujo dadas explicarán todo al respecto:

( Variaciones de velocidad )

( Separación de flujo )

¡Por lo general, la mayoría de los dispositivos de producción de trabajo son más eficientes que los dispositivos de consumo de trabajo!

Gracias A2A, KALPA NARENDAR REDDY

-Harikrishna M Menon (HK)

Answer 3

Todas las máquinas están diseñadas para operar dentro de un conjunto de parámetros. Para turbinas y bombas, estos parámetros son caudal másico (ρQ) y altura H.

H = (p / ρg) + z + (V ^ 2 / 2g) Los primeros dos términos del RHS constituyen la cabeza piezométrica y el tercero es dinámico.

Se trabaja en levantar una masa dada (m) a una altura dada (H) y la potencia consumida es la tasa de trabajo o la transferencia más precisa de energía al fluido.

Por el contrario, el trabajo puede derivarse mientras se baja una masa dada (m) a través de una altura dada (H) y la potencia derivada es la tasa de obtener trabajo o transferir más precisamente la energía del fluido.

Como se indicó anteriormente, el cabezal piezométrico es fijo para una instalación dada, ya sea bombeando o generando. La altura dinámica también es la misma para una tasa de flujo másico dada (velocidad del fluido) y otras dimensiones de la tubería independientemente de la dirección.

La eficiencia es la relación de la tasa de transferencia de energía . Entonces, si se pueden generar 100 W de potencia del eje con una eficiencia del 85%, entonces la potencia de entrada, en este caso, la potencia hidráulica original debe ser de 117 W. Se pierde 17 W en el proceso.

De manera similar, si se debe bombear la misma cantidad de agua, 117 W es la potencia necesaria para darle al agua el mismo potencial para generar 100 W en su flujo descendente. Aquí nuevamente se pierden 17 W en el proceso.

Entonces, el punto es la eficiencia, es decir, la relación de la tasa de conversión sabia, ambas son iguales al 85%. Entonces, yo diría que se necesita más energía para dar una cierta energía potencial al fluido que la que se puede derivar de ese potencial.

Una planta de almacenamiento por bombeo está funcionando según una teoría similar, aunque a mayor escala (100 MW). El mismo sistema de conducción de agua, impulsor (turbina / bomba) y máquina eléctrica (motor / generador) se utilizan tanto para la generación como para el bombeo. La eficiencia es del 85% tanto para bombeo como para generación con una variación decimal menor que puede ignorarse a efectos prácticos.

Estrictamente hablando, las máquinas de transferencia de energía se pueden construir para una eficiencia dada para la transferencia de cualquier manera. Pero algunos son más practicables, como el caso anterior, y otros implican un costo desproporcionado.