Simulación numérica y experimental de una turbina de tornillo de Arquímedes fabricada en 3D para optimizar su rendimiento en energía hidrocinética
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Date
2024-10-07
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Ecuador: latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC)
Abstract
Este proyecto se lleva a cabo en la provincia de Cotopaxi en el sector Alpamala-Salcedo, con el objetivo de diseñar y experimentar un prototipo de turbina hidráulica tornillo de Arquímedes para generación de energía a menor escala. Se emplearon herramientas de simulación CAD y CFD (SolidWorks) y tecnología de impresión 3D, lo que permitió crear un diseño personalizado del tornillo de Arquímedes con un diámetro de 0,2 m, una longitud de 0,4 m, 2 números de alabes con una inclinación de 42° y un ángulo de inclinación del tornillo de 30° para un correcto funcionamiento, proceso que tomó 34 horas de impresión con el filamento PLA. El uso de simulación de dinámica de fluidos (CFD) se utilizó para analizar el comportamiento y presión del agua por la superficie helicoidal del tornillo, siendo un método efectivo para estimar el rendimiento de la turbina. Los resultados indicaron que el tornillo de Arquímedes en simulación con condiciones controladas gira a 146 rev/min, mientras que con el prototipo experimental gira a 160 rev/min, indicando una correlación entre ambas pruebas. Los costos de fabricación estimados entre material, mano de obra y gastos indirectos suman un valor de 406,5 USD, haciendo que la tecnología 3D sea una forma viable para realizar validación de prototipos gracias a su flexibilidad para realizar modificaciones durante el proceso de impresión significando un ahorro económico dentro del proceso de fabricación del prototipo. Este sistema de energía renovable aprovecha pequeños saltos de agua y bajos caudales, permitiéndose operar en distintas variaciones, siendo una opción rentable si se desea generar energía de forma autónoma y eco amigable con el medio ambiente.
Description
Keywords
CAUDAL, TURBINA, ENERGÍA
Citation
Pillisa Rocha, Marlon Humberto y García Guano, Roosevelt Israel (2024); Simulación numérica y experimental de una turbina de tornillo de Arquímedes fabricada en 3d para optimizar su rendimiento en energía Hidrocinética. UTC. Latacunga. 101 p.