ESTUDIO DE LA RESPUESTA FLUIDOMECÁNICA DE UNA TURBINA DE PASO HIDRÁULICA WTC AL OPERAR EN DISTINTAS VELOCIDADES DE FLUJO

OLLER ARAMAYO, SERGIO A.; LIZ G. NALLIM; COUSSIRAT, MIGUEL

Mendoza

Congreso; ENIEF 2013; 2013

AMCA / UTN-FRM

Las turbinas de paso o WCT (Water Current Turbines)  ofrecen una nueva perspectiva en  relación al aprovechamiento hidroeléctrico. Éstas evitan las construcciones de costosos diques o presas, con las consecuentes ventajas que emergen tanto desde el punto de vista económico, como en lo referente al aspecto medioambiental. Sin embargo, en relación al diseño de las WCT se plantean una serie de nuevos desafíos en cuanto a la formulación de su comportamiento fluidodinámico, cálculo y validación, ya que éstas todavía no presentan ningún tipo de estandarización. Asimismo, tampoco se tienen estudios específicos sobre cómo operan las WCT a distintas velocidades de flujo, lo cual constituye el objetivo fundamental del presente trabajo. El modelo a analizar representa una turbina WCT de paso axial,  que está siendo estudiada por los autores (Oller S. A., Nallim L. G., Oller S., 2012)[i], en el interior de un volumen de control con condiciones de fluido acuoso, al cual se le prescriben distintos niveles de velocidades. Dicho modelo se analiza mediante simulación numérica CFD (Computational Fluid Dynamics) en 3 dimensiones a efectos de diseñar el perfil del álabe a lo largo de toda su envergadura, lo que implica tanto su optimización de forma de perfil, buscando un buen compromiso entre un buen comportamiento fluidodinámico y una buena resistencia a las solicitaciones mecánicas debido a la interacción con el flujo (FSI, Fluid Structure Interaction), como contemplar los efectos fluidodinámicos producidos por la proximidad entre álabes  cerca al eje de rotación. Los parámetros que se analizan en el volumen de control mediante CFD son las velocidades de flujo alcanzadas en las distintas zonas, las líneas de corriente, y las distintas presiones generadas en el intradós y extradós. El objetivo es hallar el rango de velocidades de flujo en el cual la WCT mantiene un funcionamiento estable y así comprobar su factibilidad de operación ante la variación de este parámetro a la hora de colocar el rotor en el lecho de un río. [i] Oller S. A., Nallim L. G., Oller S. (2012). Material Compuesto Vs Acero en el conformado de un rotor de turbina hidroeléctrica – ventajas en su utilización” Revista Iberoamericana de Ingeniería Mecánica, Vol.16 Nº1 pp. 03-16. ISSN 1137-2729.