VARIACIÓN DE LA POTENCIA EN UNA MICROTURBINA HIDRÁULICA DE FLUJO AXIAL CON RESPECTO AL NÚMERO DE ÁLABES

Resumen

Las microturbinas hidráulicas son una opción para le generación de energía limpia, ya que utilizan las caídas de agua de pequeños caudales. Su desempeño puede verse afectado entre otras cosas por el número de álabes tanto en el componente estacionario como en el giratorio. En el presente trabajo se calculó la potencia de una microturbina hidráulica de flujo axial con función del número de álabes. La microturbina evaluada consta de una tobera con 8 álabes y un rodete, en el cual se varía el número de 6, 12, 14, 16 y 18 álabes. Los cálculos numéricos se realizaron mediante la dinámica de fluidos computacional (CFD) basada en volumen finito, la dinámica del flujo se determinó usando las ecuaciones RANS y la turbulencia se resolvió usando el modelo k-?. El flujo másico y la presión estática son las condiciones de frontera para entrada y salida. El dominio (tobera y rodete) se dividió en 6.5x106 elementos. Para cada una de las geometrías evaluadas se realizó el análisis de independencia de malla utilizando el índice de convergencia de malla (GCI). Con los resultados de las simulaciones se tiene el torque de los álabes del rodete, para calcular posteriormente la potencia mecánica. Los resultados obtenidos son graficados respecto al número de álabes mostrando un comportamiento parabólico, el valor máximo de potencia (35.419 KW) es obtenido para la geometría de una tobera con 8 álabes fijos y un rodete con 14 álabes. Palabras clave: Microturbina, flujo axial, numero de alabes, CFD, potencia.