Estudio experimental y numérico de la transferencia de energía en una microturbina hidráulica de flujo axial

RESUMEN. Año con año el número de habitantes aumenta de manera considerable, provocando que la demanda de los servicios sea cada vez mayor, la energía eléctrica es uno de los más importantes e indispensables en la vida diaria. La generación de energía es un tema de interés cada vez más destacado, por lo que se hace de mayor importancia los métodos y las formas con las cuales se puede llevar acabo, hoy en día las fuentes de energía renovables son la opción más viable lo que hace que el estudio sobre ellas sea cada vez de mayor interés. La forma más usual de obtener la energía hidráulica es mediante el uso de una turbomáquina, la cual es un dispositivo en el cual la transferencia de energía se realiza entre el fluido de trabajo y un elemento mecánico rotatorio, son una alternativa probada, específicamente las turbinas hidráulicas se han implementado para generación de energía en pequeñas y grandes centrales hidroeléctricas, actualmente se están utilizado para uso doméstico y en zonas rurales donde la red eléctrica no se encuentra disponible, por lo que el desarrollo e implementación de esta tecnología ha tomado auge. Las turbinas micro-hidráulicas de potencia son una de las tecnologías más rentables y fiables de energía renovables con un alto grado de previsibilidad. En el presente trabajo se desarrolló la metodología para llevar a cabo la construcción de una Micro Turbina Hidráulica de flujo axial tomando como base una geometría propuesta, la herramienta de dinámica de fluidos computacional con la cual se predijo su comportamiento bajo ciertas condiciones de operación, un banco de pruebas el cual cuenta con un circuito hidráulico, la manufactura de la Micro Turbina una vez evaluada y terminar obteniendo un modelo teórico al cual se le realizaron pruebas a distintas cargas.

ABSTRACT. Year after year the number of inhabitants increases considerably, causing the demand for services to be increasing, electrical energy is one of the most important and indispensable in daily life. The generation of energy is an increasingly prominent topic of interest, which is why the methods and ways in which it can be carried out become more important, today renewable energy sources are the most viable option It makes the study of them increasingly of interest. The most common way to obtain hydraulic energy is by using a turbomachine machine, which is a device in which the transfer of energy is carried out between the working fluid and a rotating mechanical element, they are a proven alternative, specifically turbines Hydraulics have been implemented for power generation in small and large hydroelectric power plants, they are currently being used for domestic use and in rural areas where the power grid is not available, so the development and implementation of this technology has boomed. Micro-hydraulic power turbines are one of the most profitable and reliable renewable energy technologies with a high degree of predictability. In the present work the methodology was developed to carry out the construction of an axial flow Micro Hydraulic Turbine based on a proposed geometry, the computational fluid dynamics tool with which its behavior was predicted under certain operating conditions, a test bench which has a hydraulic circuit, the manufacture of the Micro Turbine once evaluated and end up obtaining a theoretical model to which tests were performed at different loads.