Diseño y simulación de una turbina hidráulica para generar energía eléctrica para una finca en el cantón Pedro Vicente Maldonado

Abstract

Considerando que los ríos en el Ecuador son una fuente principal para generar energía eléctrica, se realizó el presente proyecto; Diseño y simulación de una turbina hidráulica para generación de energía eléctrica en una finca del cantón Pedro Vicente Maldonado. Se realizó una investigación del río Caoní, mediante el método sección- velocidad se logró obtener datos cuantitativos. Entre ellos las dimensiones del río, el salto del agua que fue de 3 metros y velocidad del fluido que era de 0,5 𝑚𝑠, con el objetivo de obtener de manera precisa el caudal, que dio 3 𝑚3𝑠. Para luego seleccionar una turbina que sea acorde al caudal y salto del agua. Por lo cual fue seleccionada la turbina Kaplan, ya que son turbinas de micro generación de baja presión. Una vez seleccionada la turbina se realiza los cálculos para el dimensionamiento de las aspas, rotor y carcasa. Como resultado se obtuvo el dimensionamiento para posteriormente dibujarlo en el SolidWorks. Con la finalidad de importar el CAD y simular en el software ANSYS para obtener datos de velocidad 2,56 m/s, presión de 188 Pa, torque de 832,91 Nm entre otros. Con estos datos se pudo obtener la eficiencia del 92% y poder realizar un análisis de los resultados. Comparando con otras turbinas diseñadas en otras investigaciones. Por último, se verificó exhaustivamente si existe cavitación en el diseño de la turbina, ingresando dos fases en la simulación. Donde se obtuvo valores exponenciales a la menos 15 con lo que finalmente se pudo descartar cavitación en el diseño.