Análisis comparativo de las metodologías de dimensionamiento de cangilones para turbinas Pelton en sistemas de micro-generación.
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| Title: | Análisis comparativo de las metodologías de dimensionamiento de cangilones para turbinas Pelton en sistemas de micro-generación. |
|---|---|
| Alternate Title: | Comparative analysis of buckets sizing methodologies for Pelton turbines in micro-generation systems. |
| Authors: | Ceballos Zuluaga, Jorge Mario1 j.ceballos728@pascualbravo.edu.co, Isaza Merino, Cesar Augusto1 c.isaza2059@pascualbravo.edu.co, Patiño Arcila, Iván David1 i.patinoar@pascualbravo.edu.co, Morales Rojas, Andrés David1 andres.morales@pascualbravo.edu.co |
| Source: | Ingeniería y Competitividad. ene-jun2023, Vol. 25 Issue 1, p1-15. 15p. |
| Subjects: | Computational fluid dynamics, Modal analysis, Parametric equations, Electric power production, Renewable energy sources, Turbines |
| Abstract (English): | Micro-generation of electricity is an alternative used in areas that are difficult to access and are not connected to the national electricity system. To resolve that limitation, different technologies are used to take advantage of renewable energies, among which the Pelton type turbines stand out, which are distinguished by requiring large waterfalls and small flow rates. For the development and implementation of this electricity generation technology, there are some sizing methodologies, among which the following stand out: the use of parametric curves for the design of the bucket, computational fluid dynamics for the general design of the turbine and the bucket, and other more traditional methodologies that use graphical methods for the design of the bucket; all of these with some deficiencies that do not allow optimal performance under a specific operating condition. This work compares three traditional methodologies for the design of the buckets of Pelton turbines (OLADE, Nechleba and Thake), this to select the most suitable for a specific condition. Therefore, an analysis of the dynamic behavior is made by means of a modal analysis from which we obtain a first criterion, and of the structural static behavior from which we obtain the two remaining criteria, carried out in the finite element software ANSYS. From the results obtained, all the buckets meet two of the three preestablished selection criteria; Nechleba's methodology stands out as it has a better result in the resistance-weight relationship. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (Spanish): | 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. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Copyright of Ingeniería y Competitividad is the property of Universidad del Valle and its content may not be copied or emailed to multiple sites without the copyright holder's express written permission. Additionally, content may not be used with any artificial intelligence tools or machine learning technologies. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.) | |
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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. [ABSTRACT FROM AUTHOR] – Name: AbstractSuppliedCopyright Label: Group: Ab Data: <i>Copyright of Ingeniería y Competitividad is the property of Universidad del Valle and its content may not be copied or emailed to multiple sites without the copyright holder's express written permission. Additionally, content may not be used with any artificial intelligence tools or machine learning technologies. However, users may print, download, or email articles for individual use. 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