Análisis y simulación del comportamiento de una turbina Pelton para generación eléctrica en la región sierra del Ecuador mediante Fluent de ANSYS.

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Title: Análisis y simulación del comportamiento de una turbina Pelton para generación eléctrica en la región sierra del Ecuador mediante Fluent de ANSYS.
Authors: Ponce Pasquel, David Alejandro
Vásquez Tobar, Alexis Daniel
Advisor: Toapanta Ramos, Luis Fernando
Abstract: The objective of this research is to design and simulate the behavior of a Pelton turbine for power generation in the highlands of Ecuador, through ANSYS Fluent; the behavior of the fluid in its passage through the blades, speed and pressure for the existing climatic conditions is analyzed, as well as according to the nominal flow obtained by experimentation of 1.13 GPS. The design of the main components of the turbine is carried out, as well as the calculation for the maximum power of electric generation, being 0.75 kW the resulting value. The design of the complementary elements such as the axis, designed for fatigue, as well as the Von Misses criterion is verified, and the calculations are verified by means of static simulation in AutoCAD Mechanical and Inventor. According to the engine rotation speed of 1730 rpm and turbine rotation speed of 900 rpm, the transmission is selected by means of the pulley and belt system, which is adapted to the conditions under which it can be installed. The main result is that the calculated values and the conditions under which the turbine was designed are suitable for the appropriate hydroelectric generation process.
Translated abstract: El objetivo de la presente investigación es diseñar y simular el comportamiento de una turbina Pelton para generación eléctrica en la Región Sierra del Ecuador, mediante Fluent de ANSYS; se analiza el comportamiento del fluido en su paso por los álabes, velocidad y presión para las condiciones climáticas existentes, así como al caudal nominal obtenido por experimentación de 1,13 GPS. Se realiza el diseño de los componentes principales de la turbina, y el cálculo para la máxima potencia de generación eléctrica, siendo 0,75 kW el valor resultante. Se verifica el diseño de los elementos complementarios como el eje, diseñado por fatiga, de igual manera con el criterio de Von Misses, y se comprueban los cálculos mediante simulación estática en AutoCAD Mechanical e Inventor. De acuerdo con la velocidad de rotación del motor de 1730 rpm y la velocidad de rotación de la turbina de 900 rpm, se selecciona la transmisión mediante el sistema de poleas y correa, lo cual se adapta a las condiciones bajo las que puede ser instalado el sistema de generación. Como resultado principal se obtiene que los valores calculados y las condiciones bajo las cuales se diseñó la turbina son aptas para el adecuado proceso de generación hidroeléctrica.
Keywords: INGENIERÍA MECÁNICA
MÁQUINAS HIDRÁULICAS
TURBINAS HIDRÁULICAS
MOTORES ELÉCTRICOS
MÉTODOS DE SIMULACIÓN
Issue Date: Feb-2019
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/17030
Language: spa
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