CFD Simulation and Optimization of Very Low Head Axial Flow Turbine Runner

Tobo, Yohannis; Ancha, Venkata Ramayya; Tibba, Getachew Shunki

doi:10.14710/ijred.4.3.181-188

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“…Luego de seleccionar la velocidad de rotación de la turbina, se aplicaron criterios propios para el funcionamiento del sistema, los cuales fueron que trabaje con un salto bruto de 5 metros, y produzca una potencia eléctrica estimada de 5 kW, se estima la eficiencia del sistema en un 60%, basados en el rendimiento arrojado por diferentes sistemas pico-hydro existentes en el mundo [5,7,9,10,12,18,19], se toma una eficiencia del motor que trabaja como generador del 70%, luego a partir de una fórmula definida para el cálculo de la potencia eléctrica producida por el sistema [14], se determinó el caudal necesario para que el sistema funcione bajo las condiciones definidas, la ecuación es la siguiente:…”

Section: Diseño De La Turbina Kaplanunclassified

Diseño y simulación de un sistema pico-hydro para la generación de energía eléctrica en zonas rurales, mediante un software de mecánica de fluidos computacional

Illidge-Araujo

Chacon-Velasco

et al. 2020

revuin

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En este artículo se presenta un procedimiento para el diseño de todos los componentes de un sistema pico-hydro, a partir de una turbina hidráulica tipo hélice de acuerdo a las condiciones específicas del potencial del agua para un sitio estimado de operación basado en un análisis teórico y técnico. Para este fin, las principales características del rodete se determinan por medio de correlaciones estadísticas de diferentes autores que han estudiado turbinas instaladas alrededor del mundo, y definiendorestricciones para el diseño tales como el salto de la turbina, el caudal nominal y la potencia requerida, a partir de los datos mencionados anteriormente, se establece el valor de todas las variables relacionadas con el comportamiento del fluido en su paso por el rodete y a partir del valor de dichas variables y de la geometría establecida para el rodete, se procede a determinar la geometría y las especificaciones de los demás componentes del sistema pico-hydro tales como la cámara espiral, el tubo de aspiración, el generador y el distribuidor, para el cual se estudiaron dos tipos que son un distribuidor de entrada axial del fluido y otro de entrada radial del fluido con respecto al eje de rotación de la turbina. Para la verificación del diseño y de los resultados esperados, se utiliza una herramienta moderna de ingeniería como lo es la dinámica de fluidos computacional (CFD), en especial el componente (CFX) para predecir el flujo y el rendimiento que puede arrojar el sistema diseñado. Por último,se procede a realizar un análisis técnico-económico para estudiar la viabilidad de implementar este tipo de sistemas en una zona rural.El diseño del presente sistema pico-hydro y el aporte de la dinámica de fluidos computacional CFD, puede ser una alternativa viable para suplir las demandas de energía eléctrica de una zona rural en Colombia que no cuente con este servicio por parte de las redes de suministro encargadas de esta función

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Section: Diseño De La Turbina Kaplanunclassified

Diseño y simulación de un sistema pico-hydro para la generación de energía eléctrica en zonas rurales, mediante un software de mecánica de fluidos computacional

Illidge-Araujo

Chacon-Velasco

et al. 2020

revuin

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Numerical simulation and experimental validation of an ultra-low head hydro turbine

Taware¹,

Prabhune²

2023

Materials Today: Proceedings

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Modeling and Comparison of Design Features of Pendulum and Radial Micro-Hydropower Plants Considering the Influence of Variable Design Parameters

Zhilkashinova,

Ocheredko,

Azamatov

et al. 2024

Designs

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This article provides a comparative analysis of pendulum and radial micro-hydropower plants. The novelty of this study lies in the comparative analysis of units that are fundamentally different in design to achieve the most rational option for low-speed rivers. It has been established that a pendulum micro-hydropower plant has a high torque with relatively small dimensions but operates cyclically. At a diameter of 1 m and a blade area of 0.3 m2, the peak torque was 140 N·m. At the same time, the design is sensitive to the blade area and at 0.6 m2 and a lever length of 1.5 m, the torque reached 430 N·m. A radial micro-hydropower plant has lower torque but operates constantly. At an area of 1.23 m2 and a diameter of 1 m, the torque was 40.4 N·m. Accordingly, in terms of specific area with a diameter of 1 m, a pendulum micro-hydropower plant has up to 12 times more torque. It has been established that the pendulum hydropower plant best satisfies the requirements for converting a low river speed into high revolutions of a current generator.

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CFD Simulation and Optimization of Very Low Head Axial Flow Turbine Runner

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Diseño y simulación de un sistema pico-hydro para la generación de energía eléctrica en zonas rurales, mediante un software de mecánica de fluidos computacional

Diseño y simulación de un sistema pico-hydro para la generación de energía eléctrica en zonas rurales, mediante un software de mecánica de fluidos computacional

Numerical simulation and experimental validation of an ultra-low head hydro turbine

Modeling and Comparison of Design Features of Pendulum and Radial Micro-Hydropower Plants Considering the Influence of Variable Design Parameters

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