Efecto de la superficie libre en el desempeño global de una turbina fluvial
diagramas, ilustraciones a color, tablas Las turbinas hidrocinéticas son un importante campo de estudio en energías renovables. Uno de los aspectos menos estudiados computacionalmente hasta la fecha es el efecto de la superficie libre en el desempeño del rotor. En este trabajo se presenta el estudio...
| Main Author: | |
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| Other Authors: | , |
| Format: | Master Thesis |
| Language: | Spanish |
| Published: |
Universidad Nacional de Colombia
2021
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| Subjects: | |
| Online Access: | https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/79569 https://repositorio.unal.edu.co/ |
| Summary: | diagramas, ilustraciones a color, tablas Las turbinas hidrocinéticas son un importante campo de estudio en energías renovables. Uno de los aspectos menos estudiados computacionalmente hasta la fecha es el efecto de la superficie libre en el desempeño del rotor. En este trabajo se presenta el estudio numérico por medio de CFD de una turbina hidrocinética considerando la superficie libre. Se presentan simulaciones considerando dos profundidades de inmersión, definidas por la inmersión de la punta del aspa denominadas 0.19D y 0.55D (con D=diámetro). Los modelos de turbulencia k −w SST y SST Transition son implementados sin superficie libre, definiendo SST Transition para todas las simulaciones transitorias con superficie libre debido a su mejor predicción del coeficiente de potencia. Las variaciones en el coeficiente de potencia y de empuje son estudiadas en ambas inmersiones, así como la deformación de la superficie libre y el desarrollo de la estela. El comportamiento a distintas velocidades de rotación, bajo las dos condiciones de inmersión, es comparado con datos experimentales describiendo una curva similar a la experimental. Se presentan simulaciones cambiando la longitud del dominio y el coeficiente de bloqueo, evidenciando la validez del dominio computacional empleado. Finalmente, se estudia el comportamiento incluyendo el soporte que sostiene el rotor, lo que incrementa principalmente el coeficiente de empuje reportado. La mayor inmersión reporta coeficientes de potencia superiores, lo cual está de acuerdo con los datos experimentales y con estudios computacionales previos. Hydrokinetic turbines are an important field of study in renewable energy. Computationally, one of the least aspects studied is the effect of free surface on rotor performance. In this work, numerical study of a hydrokinetic turbine is presented by means of CFD considering the free surface. Simulations are presented considering two immersion depths, defined by the immersion of the blade tip, called 0.19D and 0.55D (with D = ... |
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