Básicamente, una turbina es un dispositivo mecánico capaz de convertir, en forma de movimiento de rotación, la energía presente en una masa de fluido, en trabajo. Así, cuando hablamos de "Turbinas Hidráulicas" nos referimos a una turbomáquina motora, que absorbe energía de una corriente fluida y la restituye en energía mecánica. Su aplicación más común es para la producción de energía eléctrica.

          El paso de una corriente fluida a través de una turbina provoca cambios en la magnitud y dirección de la velocidad del fluido, lo cual da lugar a la aparición de un par en el eje.

          Los elementos necesarios para que esto suceda son análogos a los de una bomba, pero dispuestos en orden inverso, teniendo así:

• Un canal de llegada o tubería forzada  
• Una caja espiral
• Distribuidor
• Rodete
• Tubo de aspiración

          Haciendo una breve analogía entre los elementos que conforman una turbina y los elementos que conforman a una bomba tenemos:

• Canal de llegada o tubería forzada debe tener una válvula de cierre lento para evitar el golpe de ariete.
• La caja espiral de una turbina es como la voluta de una bomba centrífuga; transforma presión en velocidad (al contrario que la voluta).
• El distribuidor de una turbina es similar a la corona directriz de una bomba. Actúa transformando presión en velocidad (también es un órgano de regulación).
• El rodete de una turbina es análogo al rodete de una bomba. Absorbe energía del fluido y la convierte en energía mecánica. 
• El tubo de aspiración de una turbina es como el tubo de aspiración de una bomba. Es el órgano de desagüe y su función es crear una succión a la salida de la turbina (depresión).

          Cabe destacar que sólo en ciertos tipos de turbinas hidráulicas hay pequeños cambios en cuanto a los elementos, como por ejemplo, las turbinas "Pelton", estas no poseen cámara espiral, el distribuidor es un inyector que consta de una tobera y una válvula de aguja y los álabes del rodete son “cucharas”.

          En cuanto a la clasificación de las turbinas hidráulicas, se presenta de la siguiente manera:

1. Según el grado de reacción: Esta clasificación depende de la variación de la presión al paso de la corriente fluida a través del rodete.

• Turbina de acción: El movimiento del agua y el de rodete tienen el mismo sentido
• Turbina de reacción: El movimiento del agua y el de rodete tienen distinto sentido

          
          Un análisis interno de las turbinas de acción y reacción, es detallado a continuación:

  

         

          En estas turbinas, el fluido o el agua sale del distribuidor y entra al rodete con cierta presión manométrica positiva. A su paso pierde dicha presión llegando a ser nula e incluso negativa. Estas, son turbinas de admisión total. A lo largo de la tubería forzada, la altura de presión aumenta a costa de la altura geodésica (si el fluido llega por canal en lámina libre se mantiene ctte). La altura de velocidad permanecerá ctte si la sección es ctte.

          

          En el distribuidor, la altura de presión disminuye (aunque no hasta la presión atmosférica). La altura cinética aumenta, salvo pérdidas, a costa de la presión En el rodete la presión sigue disminuyendo (p1 > p2) pudiendo llegar a ser inferior a la atmosférica (en el caso de que exista tubo de aspiración). La altura cinética disminuye también. El rodete transforma energía de presión y cinética en energía útil en el eje En el tubo de aspiración la energía de presión aumenta desde un valor negativo (relativo) hasta la presión atmosférica a costa de disminuir la energía cinética.

          Estas turbinas se clasifican o se dividen a su vez en turbinas Francis y turbinas Kaplan. Las turbinas Francis se caracterizan por lo siguiente:

• Están formadas por una espiral que va a alimentar al rodete.
• Se utilizan para caídas medianas.
• Tienen un distribuidor que orienta el agua hacia el rodete.
• Asemejan una bomba centrífuga.
• El agua no está a la presión atmosférica.
• Descargan a contra presión.
• Generalmente están provistas de una válvula mariposa como medida de prevención.

           

      Las turbinas Kaplan, en cambio, se caracterizan por:

•        Se utilizan para caídas bajas.
•        El rodete recuerda la forma de una hélice de barco.
•               El ángulo de inclinación de las palas del rodete es regulable.
•        Se utilizan para gastos muy grandes.
•        La regulación se efectúa por medio de un distribuidor como en las Francis y además con el ángulo de inclinación de las palas en el rodete.

          En este tipo de turbinas, el agua sale del distribuidor y entra al rodete con presión manométrica nula (el rodete no está inundado) y en él no se modifica la presión. Toda la energía se transmite al rodete en forma de energía cinética. Son turbinas de admisión parcial. A lo largo de la tubería forzada, la altura de presión aumenta a costa de la altura geodésica. 

        La altura de velocidad permanecerá ctte si la sección es ctte En el distribuidor, la altura de presión relativa baja a cero y se convierte (salvo pérdidas) en energía cinética El rodete trabaja a presión constante (p1 = p2) y puesto que la turbina no tiene tubo de aspiración, se cumple que p1 = p2 = ps = patm. La altura de velocidad disminuye ya que una gran parte se convierte en energía útil en el eje. 
    
          En este grupo es que se encuentra la turbina Pelton, En la turbina Pelton, el agua tiene una presión muy alta. La válvula de aguja, que se usa para controlar el flujo de agua, deja pasar un chorro de agua que choca con los álabes de la turbina transfiriéndole su energía y haciendo girar la turbina. Esta, a su vez, hace girar un generador que está acoplado al eje de la turbina para producir energía eléctrica, como medida de seguridad se usa una válvula esférica.

     2.  Según el número específico de revoluciones(ns):

• Turbina lenta
• Turbina normal
• Turbina rápida
• Turbina extrarápida

          Al igual que sucede con las bombas, existe una relación directa entre el valor de ns y la forma del rodete; Siendo ns:  

• Las turbinas Pelton tienen bajos ns (< 75)
• Las turbinas Francis y Kaplan tienen ns mayores (60 < ns < 1.000)

          El siguiente diagrama, muestra los distintos valores de alturas netas, de acuerdo a los valores de ns de los diferentes tipos de turbinas hidráulicas:

         Entre otras clasificaciones que pueden tener las turbinas hidráulicas, se pueden encontrar las siguientes:


Según la posición del eje:

• Turbina horizontal
• Turbina vertical

Según el modo de admisión del líquido:

• Turbina de admisión parcial
• Turbina de admisión total

Según el modo de operación: 

• Turbina reversible
• Turbina no reversible

Según la dirección del líquido a la entrada:

• Turbina tangencial
• Turbina axial
• Turbina radial
• Turbina diagonal