Simulación hidrodinámica de una turbina tipo hélice de 2KW de potencia

Abstract

En el presente proyecto se da a conocer el procedimiento utilizado para realizar una simulación hidrodinámica de una turbina tipo hélice de 2kW de potencia y 3 álabes, aun ..3/ salto de 4.. y un caudal de 0,12 /.. de agua, con el fin de validar los valores teóricos, que han sido calculados con anterioridad y de este modo determinar la eficiencia de la turbina y recomendaciones de mejora. El proyecto se realiza en el grupo de Modelado Avanzado y diseño digital-Materiales Avanzados y Energía (MATyER-CADD) del ITM en conjunto con el Grupo de Energías Alternativas de la Universidad de Antioquia (GEA-UdeA). El proceso de simulación numérica se realiza con el software ANSYS CFX 16.0®. Para el desarrollo del proyecto fue necesario realizar la simulación para 2 geometrías diferentes, con el fin de conocer el valor a condiciones reales de diseño, y conocer el valor más cercano a partir de un diseño teórico, el cual permite una mayor exactitud en el análisis, a partir del cálculo de las ecuaciones de Navier-Stokes. Para el primer diseño se encuentra un error del 20% aproximadamente, para el valor del torque generado por la simulación respecto al calculado teóricamente. Para el segundo se encuentra un error del 5% aproximadamente, siendo mucho más cercano al valor teórico, ya que la geometría permite obtener un mejor análisis por su diseño. En conclusión, se encuentra que el proyecto es coherente y los resultados son satisfactorios. Queda por validar el modelo numérico obtenido, respecto al funcionamiento real (CFD vs Experimental)