Abstract

CEBALLOS ZULUAGA, Jorge Mario; ISAZA MERINO, Cesar Augusto; PATINO ARCILA, Iván David  and  MORALES ROJAS, Andrés David. Análisis comparativo de las metodologías de dimensionamiento de cangilones para turbinas Pelton en sistemas de micro-generación. Ing. compet. [online]. 2023, vol.25, n.1, e-21411797.  Epub Dec 30, 2022. ISSN 0123-3033.  https://doi.org/10.25100/iyc.v25i1.11797.

La micro-generación eléctrica es una alternativa usada en zonas de difícil acceso y que no están conectadas al sistema eléctrico nacional. Para resolver esta limitación, se utilizan diferentes tecnologías de aprovechamiento de las energías renovables, dentro de las que se destacan las turbinas tipo Pelton, las cuales se distinguen por requerir grandes saltos de agua y pequeños caudales. Para el desarrollo e implementación de esta tecnología de generación eléctrica, existen algunas metodologías de dimensionamiento entre las que se destacan: el uso de curvas paramétricas para el diseño del cangilón, dinámica de fluidos computacional para el diseño general de la turbina y del cangilón, y otras metodologías más tradicionales que utilizan métodos gráficos para el diseño del cangilón; todas éstas con algunas deficiencias que no permiten un desempeño óptimo bajo una condición específica de operación. En este trabajo se comparan tres metodologías tradicionales para el diseño de los cangilones de las turbinas tipo Pelton (OLADE, Nechleba y Thake), esto con el fin de seleccionar la más adecuada para una condición especifica. Por lo tanto, se hace un análisis del comportamiento dinámico por medio de un análisis modal del cual obtenemos un primer criterio, y del comportamiento estático estructural del cual obtenemos los dos criterios restantes, realizado en el software de elementos finitos ANSYS. De los resultados obtenidos, todos los cangilones cumplen con dos de los tres criterios de selección pre-establecidos, se destaca la metodología de Nechleba al tener un mejor resultado en la relación de resistencia - peso.

Keywords : Análisis estático - estructural; Análisis modal; Cangilón; Metodología de dimensionamiento; Micro-generación; Turbina Pelton.

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