Análisis de la eficiencia de una turbina pelton D 40 MW de la Central Hidroeléctrica Pucará utilizando simulación CFD

Abstract:

El sector eléctrico ecuatoriano produce energía en su mayoría por medios hidroeléctricos, siendo las turbinas tipo Pelton las más utilizadas en las centrales de generación, en ese sentido se desarrolla el presente trabajo en colaboración con el Centro de Investigación y Recuperación de Turbinas Hidráulicas y Partes Industriales (CIRT) de la Unidad de Negocio Hidroagoyán CELEC - EP para realizar el análisis de la eficiencia de una turbina Pelton de 40 MW perteneciente a la Unidad N°2 de la Central Hidroeléctrica Pucará utilizando simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD). Para llevar a cabo este estudio, fue necesario obtener la información con datos operativos reales de la Unidad N°2 desde que fue montado el nuevo rodete reparado en el CIRT, posteriormente se realizó el levantamiento tridimensional de todas las geometrías que conforman la turbina partiendo de los planos existentes, para el caso del rodete, cuyo perfil hidráulico se compone de geometrías complejas, fue necesario aplicar procedimientos de ingeniería inversa con el apoyo de un escáner 3D; una vez concluido el ensamble de los componentes que interactúan con el agua se obtuvo el dominio computacional para la simulación y se aplicó el modelo de turbulencia k-epsilon. Para conseguir buenos resultados en la simulación se generó una malla estructurada con refinamiento en los puntos críticos del inyector y del rodete. Con este análisis se llegó a determinar el valor de la eficiencia por simulación y fue comparado con los datos reales registrados en la operación de la Central con un error inferior al 3%, generando un modelo matemático válido y disponible para futuros proyectos de optimización.

Año de publicación:

2020

Keywords:

• TURBINAS HIDRAULICAS
• Dinámica de fluidos
• ANÁLISIS FUNCIONAL
• CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
• SIMULACIÓN POR COMPUTADORES
• Ingenieria Mecanica

Fuente:

rraae