Desarrollo de un mallado para una turbina tipo francis de eje horizontal con características similares a las turbinas de hidroimbabura

Abstract

Uno de los principales desafíos de los proyectos de centrales hidroeléctricas no explotados existentes en el país es la necesidad de estudios de optimización a los componentes de los equipos que presentan problemas técnicos en su operación. Causados principalmente por el desgaste de sus elementos mecánicos que afectan en la eficiencia de la turbo maquinaria; por lo tanto, es considerado un obstáculo para el desarrollo de dichas centrales. Una de las soluciones a dicho problema contempla el análisis de desempeño de la turbo maquinaria utilizando herramientas computacionales de simulación numérica. Dado lo anterior, se presenta la construcción de un mallado de toda la geometría de una turbina tipo Francis de uno de sus grupos de generación de la hidroeléctrica Hidrocarolina - Imbabura - Ecuador. Para llevar a cabo este estudio fue necesario obtener información real de las condiciones de operación y las dimensiones de la geometría de toda la turbina. Se realizó el levantamiento tridimensional de todos los elementos de la turbina, que influyen directamente en la generación; partiendo de mediciones de campo. Además, se realizó ingeniería inversa de la geometría del alabe del rodete mediante escáner 3D como parte fundamental en el desempeño de la turbina. Debido a la complejidad de dicha geometría, para generar la geometría completa y obtener el dominio computacional necesario y poder simular mediante la utilización de la metodología de la Dinámica de fluidos computacionales. Los resultados obtenidos de la simulación en estado estable reproducen el fenómeno lo más acertado a la realidad.