Dissertations / Theses: 'Diseño de turbina'

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Jayme, Quispe Edwin. "Diseño de una turbina Kaplan de un KW." Bachelor's thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2016. https://hdl.handle.net/20.500.12672/8773.

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Abstract:

Publicación a texto completo no autorizada por el autor Explica sobre el diseño de pequeñas turbinas hidráulicas, las mismas que pueden ser utilizadas para la generación de energía eléctrica en áreas del interior del país, que por su ubicación no tienen la posibilidad de interconectarse con la red. Sin embargo cuentan con recursos hídricos y características de terreno favorables para el uso de máquinas hidráulicas para la generación de la energía requerida por la comunidad. Generalmente cuando se habla de instalaciones hidroeléctricas se piensa en grandes centrales, es decir, grandes represas y reservorios, grandes extensiones de agua embalsada, equipos de alto costo en el mercado, etc.; sin embargo en esta ocasión nos interesa utilizar el caudal de un rio tanto como sea posible mediante la derivación parcial o total del caudal, aprovechar los saltos existentes entre 1 y 5 metros; estas características se pueden encontrar en toda la selva alta. Se trata del aprovechamiento de este tipo de condiciones, con la mayor eficiencia posible, para lo cual se debe seleccionar la máquina hidráulica adecuada, en este caso la turbina Kaplan con alabes fijos o Turbina de Hélice, que tiene como característica el girar a velocidades considerables y pueden ser fabricados en pequeños tamaños. Trabajo de suficiencia profesional

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Hauser, Vavra Kim Santiago Maria. "Caracterización de Turbina Hidráulica Tipo Turgo para Microgeneración." Tesis, Universidad de Chile, 2011. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/104103.

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Abstract:

Ingeniero Civil Mecánico Las microcentrales hidráulicas (centrales de menos de 100 [kW]) representan en Chile un campo de exploración obligatorio en el intento de avanzar hacia un modelo energético país eficiente y sustentable. Diversifican la matriz energética, aumentando la confiabilidad global del sistema, y son aptas para generación distribuida, es decir, inyección y venta de potencias excedentes en la red de distribución, lo que constituye un incentivo directo al consumo eficiente de energía por parte del usuario. En este contexto, el Centro de Energía de la Universidad de Chile desarrolla un proyecto de Micro Central Hidráulica Plug & Play. El objetivo general de este Trabajo de Título consistió en la caracterización de una turbina hidráulica tipo Turgo con dos inyectores, dilucidando entre otras cosas la validez de regular el caudal que pasa a través de los inyectores con válvulas mariposa en vez de válvulas de aguja, que son diseñadas para tal propósito. Se diseñó e instaló un laboratorio de pruebas para la turbina hidráulica tipo Turgo en el Taller Mecánico del DIMEC. Particularmente se midió un conjunto de valores de caudal, altura equivalente neta y potencia eléctrica generada, lo que permitió obtener el diagrama de explotación de la turbina hidráulica, del cual se desprende valiosa información en términos de selección de recursos hídricos, regulación de caudal y otros aspectos técnicos específicos y propios de esta turbina. Los resultados del diagrama de explotación muestran diferencias con los datos del fabricante. Particularmente, entre los puntos de operación nominal obtenidos y los que entrega el fabricante se observan diferencias de rendimiento cercanas a un 10%. El autor recomienda instalar la microcentral en recursos hídricos de las siguientes características, que entregan la potencia eléctrica nominal del generador, 10 [kW] (a 50 [Hz] y 220 [V]): Q=59,4 [l/s], Hn1=34,9 [m] y Q=38,1 [l/s], Hn1=49,1 [m]. Los rendimientos globales respectivos son eta_g=0,493 y eta_g=0,546. Se mostró que existe un conjunto de recursos hídricos fQ, Hng en los que la microcentral no puede operar de buena forma. Se ha destacado que la utilización de válvulas mariposa es el factor principal para esta limitación y que el uso de válvulas de aguja debería reducir tal rango. Además, se encontró que existen importantes imperfecciones en el diseño de los elementos del conjunto turbina-inyectores, como el diámetro de los inyectores, que disminuyen la capacidad del conjunto. A pesar de que el conjunto turbina-inyectores es mejorable, se ha aportado elementos de juicio que permiten validar la utilización de válvulas mariposa para regular caudal de la microcentral. En este contexto, se recomienda regular caudal sólo con la válvula mariposa principal.

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Aris, Valdés Juan Carlos. "Diseño, construcción y pruebas de turbina Pelton para microgeneración hidráulica." Tesis, Universidad de Chile, 2014. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/116818.

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Abstract:

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Mecánica Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico La micro generación (menor a 100 [kW]) por medio de turbinas hidroeléctricas, tiene un amplio campo de desarrollo en la zona centro-sur de Chile. Este tipo de generación eléctrica ayuda a diversificar la actual matriz energética y avanzar hacia una generación a nivel país más eficiente y sustentable. Las micro centrales hidroeléctricas, además del consumo personal, permiten eventualmente la inyección y venta de potencias excedentarias a la red de distribución, lo que incentiva al usuario a adoptar nuevas tecnologías de eficiencia energética. En este contexto, el Centro de Energía de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, está desarrollando el proyecto de Micro Central Hidroeléctrica Plug & Play, del cual se enmarca esta Tesis. Este trabajo de Tesis tiene como objetivo general el diseño, construcción y pruebas de funcionamiento de una turbina Pelton, con todos sus elementos, tomando como base un diseño numérico de la turbina [7]. En el Taller Mecánico del Departamento de Ingeniería Mecánica (DIMEC) se confeccionaron la mayor parte de las piezas de la turbina, así como su construcción, montaje y las correspondientes pruebas de funcionamiento. Los parámetros del recurso hídrico de diseño son: la altura neta (H_n=40 [m]), el caudal volumétrico (Q= 35 [m^3/s]) y un supuesto rendimiento global (η=70%). En base a estos parámetros, se realizó todo el diseño y manufactura de las partes de esta turbina, el inyector, el housing , el eje, y todo lo que fue necesario para llevar a cabo las pruebas de esta máquina. Se realizan las pruebas correspondientes para obtener las prestaciones de funcionamiento de la turbina, tales como generación eléctrica posible y rendimientos en una amplia gama de alturas de carga y caudales predeterminados, de 19 a 60 [m] y de 17 a 45 [lt/s], respectivamente. Las pruebas de funcionamiento conducen a la elaboración del diagrama de explotación, el que muestra el comportamiento esperado del grupo Turbina-Generador, con una potencia eléctrica máxima de 11 [kW] y un rendimiento máximo del 64%, que corresponde a un 75% de rendimiento con respecto a la potencia al eje de la turbina. Estos valores suponen un rendimiento del Generador del orden del 85%. Para los valores de diseño de la turbina (40 [m] y 35 [m^3/s]) la potencia del grupo Turbina-Generador se obtuvo una potencia de 8 [kW] y un rendimiento del 59%, correspondiendo a un 69% respecto de la potencia al eje de la turbina. En conclusión, las prestaciones del grupo Turbina-Generador son razonablemente aceptables respecto a los supuestos establecidos inicialmente para su diseño. Los resultados alcanzados dejan nuevos desafíos para desarrollos futuros, esto es, optimizar la geometría y fabricación de las cucharas de la turbina Pelton con tornos numéricos CNC. Incorporar instrumentos de medición más precisos con señal de salida digital, tales como: caudalímetros electromagnéticos o ultrasónicos, torquímetros, tacómetros, tubos de Pitot de alta precisión, sistema de adquisición de datos, circuito hidráulico mejorado, etc.

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Ferrada, Sepúlveda Lorena Andrea. "Diseño de rodete de turbina hidráulica tipo Pelton para microgeneración." Tesis, Universidad de Chile, 2012. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/112366.

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Abstract:

Ingeniera Civil Mecánica Diversificar la matriz energética y reducir los costos medioambientales en la generación de energía, son problemas que está enfrentando Chile actualmente, por lo que es urgente comenzar a estudiar nuevas formas de generación de energías que no sean contaminantes, eficientes y sostenibles. En este contexto el Centro de Energías de la Universidad de Chile está desarrollando un proyecto de microgeneración hidráulica llamado Microcentral Hidroeléctrica Inteligente, este proyecto contempla la utilización de una turbina tipo Turgo importada desde China, la cual carece de especificaciones técnicas y presenta inconvenientes técnicos como un rendimiento de 49 %, considerado bajo para este tipo de tecnología. Ante este proyecto de innovación tecnológica es muy importante que el principal órgano de la turbina, el rodete, tenga un mayor rendimiento, y sean conocidas sus características técnicas y alta calidad. El objetivo de este trabajo de titulación es el diseño de un rodete de turbina tipo Pelton, con el fin de obtener un mayor rendimiento y calidad que con la actual turbina Turgo. Para esto se procederá de la siguiente manera, se realizará un diseño preliminar utilizando la teoría hidráulica. Luego, se modelará el rodete diseñado en el programa Ansys variando los parámetros relevantes para obtener el rodete con mejor rendimiento. El desarrollo de este trabajo será realizado para un recurso hídrico con las siguientes características: altura neta (Hn) de 40 [m] y caudal (Q) de 35 [l/s], considerando lo anterior la potencia hídrica es de 13,72 [kW]. Tras el diseño y modelación del rodete se obtienen los principales resultados que son el diámetro Pelton de 36 [cm], diámetro de puntas de 45 [cm] y para la cuchara un ancho de 12 [cm] y el largo de 11 [cm]. Se compara la fuerza del agua en la cuchara para el caso optimizado y el caso base, se obtiene que la fuerza es de un 0,1 % por ciento mayor. Con esto se espera un aumento del rendimiento teórico del rodete que en el caso base es de un 89 %, valor considerablemente mayor al obtenido en el estudio de la turbina Turgo china de un 49%. Finalmente se entrega el rodete dibujado en Autodesk Inventor.

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Maldonado, Aylwin Pablo Esteban. "Diseño Básico de una Mini Turbina a Gas para Cogeneración." Tesis, Universidad de Chile, 2011. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/104217.

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Abstract:

La creciente necesidad de proveer potencia eléctrica y calorífica al sector comercial, público y residencial ha derivado en la creación de sistemas de cogeneración de potencia y calor basados en turbinas a gas en miniatura. En particular, estos sistemas serían de gran uso en localidades aisladas de nuestro territorio nacional. En este contexto, el presente trabajo nace de una iniciativa personal para diseñar y construir una mini turbina a gas para fines de cogeneración.nEsta memoria contempla el cálculo y diseño básico de la turbina, además de una descripción básica del sistema de cogeneración de potencia y calor, con miras a fabricar un prototipo de ensayo y verificación.nEl diseño de la turbina parte con la suposición de ciertos factores basados en experiencias anteriores y requerimientos de energía basados en la potencia máxima de consumo de un hogar de altos ingresos. El procedimiento de cálculo incluye el cálculo del ciclo termodinámico, potencias involucradas y factores asociados al rendimiento del sistema. nEl cálculo mecánico de los componentes se hace de manera analítica, usando herramientas computacionales donde sea estrictamente necesario. Se calculan las dimensiones de los componentes y esfuerzos asociados, especificando materiales para cada componente. Se hace un análisis simple del campo de temperaturas asociado a la operación continua de la turbina, además de un análisis de frecuencias naturales de vibración del sistema rotor.nSe establecen los aspectos de diseño que ameritan una revisión mayor, incorporando herramientas computacionales de análisis, simulación y diseño. Finalmente, se elaboran planos de todos los componentes a fabricar o comprar, y se incluyen los archivos originales de las piezas a maquinar computacionalmente para su eventual fabricación.

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Apaoblaza, Augsburger Pablo Ignacio. "Diseño estructural de una turbina de eje vertical para aplicaciones urbanas." Tesis, Universidad de Chile, 2014. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/116500.

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Abstract:

Ingeniero Civil Mecánico El trabajo realizado tiene como objetivo desarrollar una metodología de diseño para la estructura de una turbina Darrieus tipo H de tres aspas. La metodología consiste en determinar los esfuerzos asociados a su funcionamiento en condiciones de viento definidas como de zonas urbanas. Se enfoca principalmente en dos elementos clave de la estructura de estas turbinas, los conectores entre álabe y eje, y el mismo eje de la turbina. Estos elementos están sometidos a momentos y torques pulsantes debido al cambio del ángulo de ataque en las aspas de la turbina a medida que esta gira. La modelación de las fuerzas ejercida por el viento sobre los álabes de la turbina se realiza utilizando el modelo Double-Multiple Streamtube. Este se usa comúnmente para la determinación de los coeficientes de potencia, normal y tangencial en turbinas de eje vertical. El objetivo es definir las dimensiones de los elementos clave de manera que soporten las condiciones de funcionamiento. Para esto se realizan primeramente cálculos teóricos para determinar las dimensiones según algunos criterios de diseño (p.ej. falla por fatiga de Goodman) para posteriormente simular lo obtenido en un software de elementos finitos y verificar los resultados. Por otro lado, es necesario verificar que el conjunto de estructuras sea funcional en términos de las vibraciones asociadas al movimiento. Se realizan por lo tanto análisis modales de frecuencia natural de manera teórica, los cuales también se comparan posteriormente con lo simulado. Al comparar la simulación con los resultados teóricos se puede ver son bastante parecidos. Se obtiene que los resultados teóricos de esfuerzo son mayores que los obtenidos mediante la simulación. Esto se puede explicar por la diferencia en las condiciones de borde, la diferencia en el método de cálculo y en menor medida a aproximaciones y simplificaciones. Sin embargo los resultados son favorables. Por otro lado, la frecuencia natural obtenida por ambos métodos es suficiente como para que la turbina no entre en resonancia. Esto quiere decir que la metodología de diseño utilizada para los elementos de la estructura de una turbina Darrieus-H es exitosa y funcionaría sin problemas en condiciones ideales.

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Milla, Arellano Jordán Israel. "Diseño de una turbina michel banki para su implementación en el banco de ensayos de turbinas del laboratorio de energía." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6134.

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Abstract:

En el presente proyecto se presenta una propuesta económica y versátil del acople de una turbina Michell Banki en el banco de ensayo de turbinas del Laboratorio de Energía ubicado en la sección de Ing. Mecánica. La tesis desarrollada abarca; la evaluación del banco de ensayo, a fin de utilizar la mayoría de recursos existentes en él y obtener los parámetros de operación de la turbina Michell Banki; el diseño hidráulico y mecánico de la turbina para el desarrollo de los planos; la implementación del banco con el propósito de indicar las modificaciones realizadas; y los costos para estimar la inversión del proyecto. Los parámetros de operación de la turbina son los siguientes: 200 W de potencia en el eje, velocidad de rotación de 1000 rpm, 70% de eficiencia, velocidad específica igual a 43, salto neto de 6,5 m y caudal de 4,7 l/s. Entre los principales componentes la turbina se obtuvo un rotor de 100 mm de diámetro y 35 mm de ancho; un eje de 15 mm de diámetro en la sección que acoge al rotor y de 28 mm en la sección más ancha; un inyector de 125 mm de largo, 23,3 mm de ancho y 26 mm de altura de garganta. El rotor será fabricado con acero inoxidable AISI 316L, el eje de AISI A570 y el inyector con acero ASTM A36 cubierto con pintura epóxica al cuidado de la corrosión. La principal modificación del banco de ensayo para el acople de la turbina está relacionada con el cambio de electrobomba y la incorporación de elementos como la pieza de transición y la tubería rectangular. De este modo se seleccionó una electrobomba monoblock de 1,9 HP de potencia, 3500 rpm, 18 m.c.a. y 4,5 l/s de caudal con alimentación 220/440 V, la cual puede trabajar con ambas turbinas (2990 rpm para Michell Banki y 3100 rpm para Pelton) según el acondicionamiento del banco de ensayo. Asimismo, el acople de la electrobomba requiere la fabricación de una brida de succión y una de descarga. El costo total del proyecto es de S/. 21,091.65, en donde está incluido S/. 16,000 por parte del diseño y S/. 5,091.65 por parte de la implementación (materiales y accesorios, fabricación y montaje). Tesis

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Huamán, Esteban Máximo Simón. "Diseño de una turbina de vapor múltiple para una central termoeléctrica." Universidad Nacional de Ingeniería. Programa Cybertesis PERÚ, 1999. http://cybertesis.uni.edu.pe/uni/1999/huaman_em/html/index-frames.html.

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Martínez, Brunner Fernando José. "Diseño, construcción y ensayos de un modelo de turbina hidro-cinética." Tesis, Universidad de Chile, 2018. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/168166.

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Abstract:

Ingeniero Civil Mecánico En Chile, se está apostando por las energías renovables y la generación distribuida, donde las turbinas hidro-cinéticas aparecen como una potencial alternativa a las soluciones actuales. Éstas son un tipo de turbina que se caracteriza por aprovechar directamente la velocidad del fluido, sin la necesidad de una diferencia de altura (columna de agua) para poder funcionar. Básicamente, energía cinética en vez de potencial. Mientras mayor es la velocidad del río, más se puede generar. Dentro de estas turbinas, destacan los molinos de agua. Tienen gran potencial en proyectos rurales de bajos recursos, requiriendo menor inversión, con un diseño simple e intuitivo, pero sacrificando eficiencia y velocidad de giro, pensando en potencias menores a 10 kW. El objetivo del presente informe es diseñar, construir y realizar ensayos a un modelo de turbina hidro-cinética, tipo molino de agua, considerando un análisis teórico de la transferencia de energía, una correcta metodología de experimentación y un análisis de los resultados obtenidos. Con un modelo de diámetro de 40 centímetros, se busca aportar en la investigación y analizar si es que es factible introducirlas de forma masiva en terreno, mediante proyectos en alianzas con el Estado y privados. En Chile, el potencial de la pequeña hidroeléctrica se estima en unos 7 GW de potencia, de los cuales sólo se aprovecha el 2,5% (ONUDI, 2016). El análisis teórico se llevó a cabo en base a la ecuación de Euler, la cual se expresa en función de las velocidades que componen los triángulos de velocidad, resumiendo todo en un código en MatLab que itera sobre la velocidad de giro y un ángulo, con el fin de converger en una solución para todas las posiciones del álabe y la interferencia entre éstos. Cabe destacar que, hoy en día, no hay modelos precisos para este tipo de turbina, ya que no llama la atención su baja eficiencia. Finalmente, se consideró que es turbina de acción, implicando un grado de reacción nulo. El análisis dimensional realizado permite describir el comportamiento de la turbina con dos números adimensionales: Coeficiente de Potencia y Tip Speed Ratio. Previo a la construcción final, se realizó una validación del diseño con una maqueta de 25 centímetros de diámetro, que permitió corregir errores y definir el material final: acero inoxidable. Los ensayos se llevaron a cabo en las instalaciones del Canal de Calibraciones del Instituto Nacional de Hidráulica (INH), representando ésta la opción más factible para las pruebas. Para las mediciones, se construyó, en base a Arduino, un sistema de adquisición de datos de bajo costo para ir tomando la información en tiempo real y ser almacenada de buena forma en Excel. La Puesta en Marcha de las instalaciones fue un éxito, debido a que se respetó cada etapa de forma paciente y ordenada, sin subestimar la relevancia de cada una en los proyectos de modelación física en general. El código que almacena el análisis teórico arrojó un comportamiento acotado dentro de los límites físicamente posibles, con la forma esperada de la curva, pero de magnitud del coeficiente de potencia considerablemente más alto que la experiencia. En las mediciones experimentales, se alcanzó una eficiencia máxima de 21,01 % y potencia máxima de 14,61 W, en diferentes mediciones. El generador se comportó a la altura de lo exigido, con eficiencias sobre el 50% y una generación eléctrica de hasta 11,27 W. Este trabajo de memoria de título ha sido financiado por Quillagua Innovation Labs y cuenta con la colaboración de BRAIN Chile, FabLab U. de Chile y el Instituto nacional de Hidráulica

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Subiabre, Sánchez Pablo Joaquín. "Diseño básico de una cámara de combustión para una micro turbina a gas." Tesis, Universidad de Chile, 2017. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/144656.

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Abstract:

Ingeniero Civil Industrial Las turbinas a gas son turbomáquinas que funcionan en base al ciclo Brayton abierto y son particularmente eficaces como tecnologías de cogeneración. Las cámaras de combustión presentan una serie de componentes de alta relevancia para el óptimo funcionamiento en condiciones seguras, mencionado lo anterior es que el presente trabajo se enfoca en resolver tópicos sobre fenómenos de combustión y estabilidad de flujo para un diseño que permita una correcta operación. La presente memoria tiene como objetivo el rediseño de la cámara de cámara de combustión de una turbina a gas desarrollada conceptualmente en el año 2011 en el DIMEC; con el propósito de su fabricación y el desarrollo de una tecnología para generación de electricidad y calor en zonas residenciales aisladas del sistema de distribución eléctrica. Las cámaras de combustión se componen principalmente de tres elementos, el difusor, el liner, el anillo de distribución de combustible y la bujía. En la presente memoria se diseña una cámara de combustión anular con 88 [mm] de diámetro exterior, 31 [mm] de diámetro interior y un largo de 133 [mm]. Se diseña un difusor de tipo dump de 50 [mm] de largo y un rendimiento del 50% que toma el flujo de aire proveniente del compresor radial y lo descarga en forma axial en el liner a la altura del radio medio de la cámara de combustión. El anillo distribuidor de combustible tiene 12 agujeros de salida que descargan al radio medio del liner, la mezcla es encendida por una bujía comercial YI-24. El diseño del liner identifica 4 zonas del proceso de combustión, con un área transversal definido por un anillo de 78 [mm] de radio exterior, 36 [mm] de radio interior y un largo de 74 [mm]. Se define el número, el diámetro y el arreglo de agujeros que permiten una entrada controlada del aire primario y secundario en cada zona de combustión. Se obtienen resultados mediante simulación CFD del diseño en ANSYS Fluent, donde las temperaturas máximas de las paredes en el liner están entre los 1080 [°C] y los 1180 [°C], la temperatura promedio a la salida del combustor es de 980 [°C], valores por debajo de las temperaturas máximas de servicio de los materiales seleccionados para la fabricación de la turbo máquina. En la sección de discusión se exponen los efectos que tienen el cambio en la geometría, la distribución de agujeros en el liner y las dimensiones de los componentes, por otra parte, se analiza el resultado del uso de los criterios de diseño y su efecto en micro combustores. Se concluye que los criterios expuestos son una buena primera aproximación de para obtener las dimensiones y forma del combustor, aquellos criterios más especializados permiten lograr un diseño más acabado sin necesidad de la prueba y error. Con tal de validar el diseño es necesario realizar simulaciones para evaluar el comportamiento ante fenómenos que no considerados en la geometría. Los resultados obtenidos mediante la metodología empleada y el desarrollo de la presente memoria permiten el diseño de una cámara de combustión para una operación segura.

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Cárdenas, Rios Jesica Patricia. "Simulación y control de una turbina eólica para generación de energía eléctrica." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6579.

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Abstract:

Los sistemas de generación de energía eléctrica eólicos se presentan como una alternativa para solucionar en parte los problemas de contaminación ambiental, esta tesis se desarrolla con la intención de diseñar un control difuso eficiente de una turbina eólica. Para cumplir con este objetivo, primero se definen las características de los componentes de un aerogenerador y se indica el potencial energético eólico de nuestro país, luego se desarrolla el modelo matemático no lineal de un aerogenerador de características específicas: turbina de eje horizontal de tres palas, generador eléctrico tipo jaula de ardilla (potencia nominal 0.66 MW), actuador del ángulo de paso β (ángulo de rotación de la pala de la turbina de viento, alrededor de su eje longitudinal) y se realizan las simulaciones del sistema modelado en el programa Simulink de MATLAB. Se realizó una revisión de la teoría del control difuso, antes de diseñar un controlador difuso basado en el modelo no lineal obtenido previamente. En el diseño del controlador de la potencia de un aerogenerador mediante la variación del ángulo de paso β, se presentan las funciones de pertenencia y la base de reglas difusas del controlador. Para hacer el controlador difuso más eficiente, se diseña una ganancia a la salida del controlador que minimice la integral del error cuadrático. Se desarrollaron simulaciones en Simulink del controlador difuso y el controlador convencional PID de la potencia generada por el aerogenerador y se mostró que el sistema con el controlador difuso, presenta una menor amplitud de las oscilaciones durante el transitorio y un menor valor de la integral del error cuadrático. Tesis

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Portocarrero, Aguilar Carlos Enrique. "Diseño de una turbina propeller utilizando plásticos reciclados reforzados con madera recuperada." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/1215.

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Abstract:

El tema del calentamiento global es un gran debate entre políticos, científicos, la industria y la sociedad en general. Se discute desde su existencia hasta su severidad, sus potenciales causas, así como sus efectos en los sistemas globales tales como el clima, la ecología y particularmente en la vida de las personas. En este contexto, es indiscutible que las emisiones de dióxido de carbono y otras que intensifican el efecto invernadero han aumentado dramáticamente, a la par de nuestro consumo energético. Para revertir esta situación, por un lado, es impostergable el desarrollo de tecnologías que permitan aprovechar fuentes de energía renovable como la fluvial o la marítima que, por cierto, son abundantes en el Perú y, por otro, la utilización de materiales reciclados se hace cada vez más exigente para contribuir con el cuidado del medio ambiente. Una aplicación que sintetiza ambas soluciones, es la fabricación de rodetes de turbinas con materiales reciclados de bajo peso para garantizar el aprovechamiento eficiente de la energía de los ríos y mares. El objetivo de este trabajo es el diseño de una turbina de corriente libre tipo propeller utilizando plásticos reciclados reforzados con madera recuperada. El diseño de la turbina propeller realizado en el presente trabajo comprende las siguientes etapas: En primer lugar, se identificaron los parámetros necesarios para el diseño. Luego de un análisis energético, se procedió a realizar el dimensionamiento inicial del rotor de la turbina y mediante un análisis mecánico se determina el diseño final de la geometría y los materiales de los álabes. A continuación se diseñan los demás componentes y accesorios de la turbina. Por último, se realizan los planos y costos de fabricación. Se ha diseñado una turbina tipo propeller de eje inclinado a 30° con el plano horizontal, 2m de diámetro y tres álabes con perfil NACA 4412 en su sección transversal; capaz de desarrollar una potencia máxima en el eje de 1,1 kW. Para el diseño de los álabes se ha considerado que éstos serán fabricados en dos etapas: inicialmente el núcleo de los álabes se obtendrá por moldeo de un material compuesto de matriz de polipropileno reciclado reforzado con partículas de madera capirona recuperada y, finalmente, recubiertas con dos capas de material compuesto de fibra de vidrio y resina poliéster; reduciendo considerablemente los costos y tiempos de fabricación en comparación a los álabes fabricados en su totalidad con este último material compuesto. Tesis

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Zuloeta, Bonilla Rosa Elena. "Diseño de un grupo hidroenergético con una turbina Michell-Banki de 40 kW." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/1458.

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Abstract:

Este proyecto presenta una alternativa económica, versátil y de bajo impacto ambiental para la generación de electricidad. Se trata de un grupo hidroenergético de 40 kW de potencia empleando una turbina Michell Banki el cual forma parte del proyecto de Desarrollo de Grupos Hidroenergéticos de hasta 500 kW promovido por el Área de Energía de la Pontificia Unversidad Católica del Perú. Se realizó el diseño hidráulico de la turbina de acuerdo a las formulaciones planteadas por Donat Banki y la a teoría de Turbomáquinas. Las características nominales de la turbina diseñada son las siguientes: 40kW de potencia eléctrica, velocidad de rotación de 600 rpm, 70% de eficiencia, velocidad específica de la turbina de Ns de 80, salto neto de 22,5 m y caudal de diseño de 0,28 m3/s. La zona de trabajo que abarca es: salto de 10 a 55 metros, caudal de 0,07 a 0,28 m3/s. Se propone la posibilidad de emplazar el grupo hidroenergético en la P.C.H. Porotongo en el departamento de San Martín. Se seleccionó un motor/generador síncrono de 45 kW de potencia y 1775 rpm. Se optó por un sistema de transmisión indirecta por medio de poleas y fajas debido a la diferencia en las velocidades de rotación entre los ejes del generador y el motor. Se implementó el algoritmo para el dimensionamiento de los principales componentes de la turbina Michell Banki en el programa Matlab cuyos datos de entrada deberán ser el número de álabes y la potencia mecánica. Se obtienen las dimensiones del rotor, el inyector, las velocidades del chorro y las características nominales de la turbina como caudal, salto y velocidad de rotación. El costo de fabricación del grupo hidroenergético de 40 kW de potencia empleando una turbina Michell Banki es de aproximadamente S/. 21 950. Tesis

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Larios, Lagos Javier Ignacio. "Diseño, montaje y pruebas de un prototipo de microcentral hidroeléctrica con turbina pelton." Tesis, Universidad de Chile, 2007. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/104526.

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Abstract:

La generación de energía eléctrica en microcentrales (centrales de menos de 100 [kW]) ayuda a diversificar la matriz energética nacional, produce una menor dependencia del suministro externo de combustibles fósiles y aprovecha los recursos hídricos existentes en el país. El proyecto que enmarcó este Trabajo de Título, convenido entre la Universidad de Chile y Comercial Hydrotrap S.A., tiene como objetivo principal desarrollar y validar un prototipo de microcentral hidroeléctrica con turbina Pelton en sincronía con el Sistema Interconectado Central (SIC). La ventaja de generar en sincronía está dada por la posibilidad de vender el excedente de energía eléctrica a las empresas de distribución, generando ingresos para el dueño de la unidad. El objetivo general de este Trabajo de Título fue diseñar y montar en el Laboratorio de Máquinas Hidráulicas del Departamento de Ingeniería Mecánica una instalación de pruebas para evaluar el funcionamiento del prototipo de microcentral hidroeléctrica con dos sistemas diferentes de regulación del caudal de operación; uno con válvula de aguja y otro usando una válvula de 3 vías de flujo divergente, ambos accionados por servomotor. Se determinó que el inyector con válvula de 3 vías incorpora pérdidas de casi un 66 % de la potencia hidráulica inyectada, con lo cual se demostró que no es posible su utilización como sistema de regulación del caudal de operación de la turbina. Se demostró el funcionamiento de la válvula de aguja como sistema de regulación del caudal de operación y se obtuvieron las curvas de potencia eléctrica y eficiencia global en función del caudal de operación de la microcentral para la altura neta de diseño (Hn = 20 [m]) y frecuencia de generación nominal (50 [Hz]). Para el caudal de diseño (30 [l/s]) se obtuvo una eficiencia global de un 79 % aproximadamente. Se determinó que el prototipo es escalable dentro del rango de las microcentrales; sin embargo, para aplicaciones de mayor potencia (> 5 [kW]) se deben mejorar los materiales de la aguja del inyector y de las cazoletas e incorporar un sistema de seguridad antiembalamiento.

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Venturelli, Abram Aldo Salvatore. "Diseño energético de turbina de impulso auto-rectificante de 15 W para ensayos de laboratorio." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/11728.

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Abstract:

En el presente trabajo de tesis se desarrolla el diseño energético de una turbina de impulso auto-rectificante de 15 W para el laboratorio de energía (LABEN) de la PUCP. Esto se hace en base a recomendaciones y datos experimentales de investigaciones previas, primero seleccionando el tipo de turbina a tratar en el trabajo y posteriormente definiendo la geometría tomando la base teórica sobre este tipo de turbomáquinas. El diseño se basa en teoría bidimensional de turbomáquinas, principalmente la fórmula de Euler, como también en correlaciones experimentales para la estimación de pérdidas a través de la turbina, como las de Soderberg, Ainley y Mathieson, entre otros. Se utiliza una metodología basada en las correlaciones de pérdidas y la teoría básica de turbinas auto-rectificantes para que con la ayuda de un software computacional (específicamente MathCad) se logre predecir el comportamiento de la turbina. Los resultados analíticos de esta metodología son comparados con datos experimentales de otros autores obteniendo resultados satisfactorios. Se realiza un cálculo iterativo para seleccionar el diámetro y obtener simultáneamente la potencia deseada. Este cálculo iterativo se realiza al reemplazar diferentes diámetros y aplicar el modelo de MathCad junto con los datos de la instalación del LABEN que se selecciona para el trabajo. Finalmente, habiendo verificado que la metodología empleada corresponde con la realidad y habiendo definido las dimensiones de la turbina, se procede a realizar el diseño en 3D de esta, como también los cálculos de resistencia para verificar que no falle mecánicamente. Para la turbina del proyecto, se propone la instalación para el LABEN como también los ensayos a realizar, equipos a utilizar y las gráficas a obtener en base a los datos. Tesis

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Moreira, Castro José Tomás. "Evaluación hidráulica de nuevo diseño de housing para prototipo de laboratorio de turbina Pelton de microgeneración." Tesis, Universidad de Chile, 2017. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/146654.

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Abstract:

Ingeniero Civil Mecánico El Ministerio de Energía de Chile, en su plan Energía 2050, establece los lineamientos para el desarrollo energético del país hacia el año 2050, con énfasis en la ampliación de la red actual en capacidad y accesibilidad. Este plan incluye la energía hidroeléctrica como una de las principales, ya que es una energía renovable, limpia, eficiente y existe un alto potencial energético en la zona centro sur del país. En este contexto, el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Chile desarrolló un prototipo de turbina Pelton de microgeneración, con una potencia hidráulica disponible de 13,69 [kW], y un rendimiento teórico global de 70%. Sin embargo, la potencia generada en las pruebas fue de 8,189 [kW], con un rendimiento global de 59,34%, debido a problemas de subida de agua dentro del housing por su diseño. El objetivo general de este trabajo es realizar y evaluar un nuevo diseño del housing para el prototipo de laboratorio de la turbina Pelton del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Chile. Con este propósito, se desarrolla en primera instancia un modelo 3D de la turbina, donde el nuevo diseño del housing se realiza utilizando fundamentos de la teoría hidráulica de turbinas Pelton de microgeneración. Además, se modelan los elementos exteriores a la turbina, como rodamientos, generador, acoples, etc. Con el diseño de las partes, se presenta la configuración final de la turbina y sus componentes, y los materiales y tratamientos necesarios a utilizar en su fabricación. Se realiza un análisis computacional del comportamiento del agua dentro del nuevo housing de la turbina en sus condiciones de diseño con el fin de evaluar el nuevo diseño propuesto. El análisis utiliza el modelo Volume Of Fluid (VOF) para estudios multifásicos, a través del programa Ansys FLUENT. Los resultados del análisis muestran que no se generan problemas de subida de agua, por lo cual no se esperan bajas de rendimiento en el nuevo diseño del housing. El costo de fabricación del nuevo housing es de $470.000 CLP, lo que se encuentra por debajo del housing existente, con un total de $625.000, sin considerar los componentes adicionales de la turbina. 05/06/2022

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Grosso, María Florencia. "Energía renovable para comunidades aisladas: desarrollo de una micro turbina axial." Bachelor's thesis, Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 2016. http://hdl.handle.net/11086/2669.

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Abstract:

Práctica Supervisad (IC)--FCEFN-UNC, 2016 Diseña una micro turbina hidráulica que forma parte del Proyecto de Energías Renovables en Mercados Eléctricos Rurales (PERMER) el cual es un programa de inversión y asistencia técnica que apunta a asegurar el abastecimiento del servicio eléctrico a esa porción de la población en forma sostenible preferentemente mediante la utilización de fuentes de generación de energías renovables, contribuyendo de ese modo a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.

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Huerta, Estrada Jorge. "Diseño de un sistema de regulación de velocidad de una turbina peltón usando el algoritmo PI digital." Bachelor's thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2015. https://hdl.handle.net/20.500.12672/4471.

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Abstract:

Controlar es utilizar en tiempo real las mediciones para corregir automáticamente un proceso. La medición del proceso se corrige todo el tiempo en tiempo real y es el controlador PI el algoritmo de control que se utiliza en un 90% en la industria. Numerosos lazos de control utilizan este algoritmo. En Micro y Mini Centrales Hidroeléctricas en la turbina hidráulica el control de la frecuencia es esencial para preservar la operatividad en esta tesis abordamos el control de la velocidad de la turbina. La utilización de reguladores digitales en el control de la velocidad de Turbinas Hidráulicas Pelton no solamente en las nuevas unidades sino también en las antiguas unidades bajo programas de modernización. Los reguladores digitales ofrecen gran número de ventajas sobre los reguladores mecánicos, eléctricos y electrónicos analógicos. Una de sus ventajas es la facilidad de incorporar funciones de regulación para variar sus ajustes dependiendo de las condiciones externas. La generación de energía eléctrica en Micro y Mini Centrales Hidroeléctricas ayuda a diversificar la matriz energética nacional, produce una menor dependencia del suministro externo de combustibles fósiles y aprovecha los recursos hídricos existentes en el país. La gran extensión del territorio peruano es favorable para la construcción de estas Micro y Mini Centrales Hidroeléctricas. Tesis

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Quezada, Rojas Juan Francisco. "Diseño y análisis CFD de guías internas de flujo para una turbina banki adaptada a un recurso mareomotriz." Tesis, Universidad de Chile, 2016. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/139762.

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Abstract:

Ingeniero Civil Mecánico El contexto nacional energético vive una realidad que no puede ni debe relegarse a segundo plano. La huella de carbono asociada a la producción de energía convencional en base a combustibles fósiles es una realidad que en todo país desarrollado se reduce al máximo posible, invirtiendo en la investigación, desarrollo e implementación de alternativas renovables no convencionales como la energía eólica, solar, termosolar, mareomotriz y geotérmica. Desde el aprovechamiento de los vientos hasta el potencial geotérmico, todas las alternativas no convencionales utilizan como recurso de entrada un potencial natural y, en la práctica, infinito. Sin embargo, todas comparten la misma desventaja: El bajo factor de planta, y por consiguiente, un bajo potencial nominal de producción por unidad de divisa invertida. Esto ha sido la principal piedra de tope que ha impedido la diversificación de la matriz energética en los países del tercer mundo. En el presente trabajo se aborda un análisis de una turbina de flujo cruzado adaptada, que pretende aprovechar la energía proveniente de las corrientes marinas, estudiando a través de simulaciones transientes bidimensionales el impacto de la incorporación de guías internas de flujo en el torque al eje, potencia obtenida y coeficiente de potencia del prototipo. Para ello, primero se realizó un análisis cinemático del rotor, el cual arrojó las principales variables involucradas en el estudio analítico del rotor, tales como las velocidades relativas y absolutas, y los ángulos relativos y absolutos de inyección y salida de los álabes. En base a esto, se diseñaron las 19 guías internas de flujo que entregaron un análisis de sensibilidad del largo y número de guías utilizadas, y del ángulo de diseño de un inhibidor de vórtices. Con estos resultados, se obtuvieron curvas de tendencia que revelaron la dependencia de los resultados de las variables de diseño utilizadas. Los gráficos de tendencia son muy concluyentes. Ninguno de los casos analizados pudo proponer una configuración de guías internas capaz de elevar el coeficiente de potencia del prototipo. Sin embargo, tanto los contornos presentados como los gráficos finales obtenidos generan una sólida base para futuros estudios en una turbina de flujo cruzado que pretenda aprovechar un recurso axial, y se espera que su análisis transiente rotativo pueda servir como un fidedigno punto de comparación para estudios relacionados.

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Povis, Matos Jorge Antonio. "Estudio comparativo de perfiles aerodinámicos de álabes para una turbina eólica de 3 KW mediante método analítico y simulación numérica." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/7397.

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Abstract:

El presente trabajo de tesis consiste en el análisis aerodinámico de perfiles de sustentación para un aerogenerador de tres álabes de eje horizontal con una potencia de 3kW. El principal objetivo reside en la determinación y comparación de la eficiencia aerodinámica de 4 perfiles de sustentación mediante método analítico para finalmente evaluar el perfil de mayor eficiencia a través de simulación numérica por medio de software CFD. A través de la combinación de las teorías de cantidad de movimiento y del elemento del álabe se logra desarrollar el método analítico que consiste en un proceso de cálculo iterativo con el cual se analiza 4 perfiles aerodinámicos, en cada condición de operación y en cada sección del álabe en las que se dividió. Esto lleva a obtener los parámetros que definen el rendimiento aerodinámico para luego comparar los perfiles mediante las curvas de coeficiente de potencia vs velocidad especifica de la punta del álabe obteniéndose que el perfil de mayor eficiencia es el WORTMANN FX 60-126. Luego de seleccionar el perfil más eficiente se procede a evaluar sus características mediante simulación numérica a través del análisis de volúmenes finitos para flujo externo en software CFD. Se presenta la metodología de trabajo para elaborar el modelado, el mallado, las condiciones de contorno y el análisis de convergencia en el modelo de turbulencia SST. Al obtener los resultados de potencia por simulación numérica se comparan las curvas de rendimiento entre ambos métodos desarrollados, concluyendo principalmente que el método analítico es un proceso de cálculo confiable ya que la curva de eficiencia presenta la forma característica de campana para aerogeneradores de eje horizontal. Como resultado se tiene que mediante la comparación de las curvas de coeficiente de potencia vs velocidad específica en el perfil seleccionado la variación del coeficiente de potencia es de aproximadamente 15% para la mayor parte de las condiciones de operación. Finalmente, se muestra la resolución de los fenómenos aerodinámicos donde se observa el cambio de presión y velocidad del viento al atravesar el rotor, la resolución del perfil de velocidad en la capa límite, las líneas de flujo y la turbulencia generada por el paso de viento sobre el rotor, la diferencia de velocidades y presiones alrededor del perfil aerodinámico que generan la fuerza de sustentación y finalmente la potencia. Concluyéndose que el procedimiento desarrollado para la simulación numérica es confiable ya que describe los fenómenos aerodinámicos esperados teóricamente. Tesis

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Sanchez, Serrano Edgar Junior. "Diseño de un sistema de control de velocidad de una turbina Pelton en la central hidroeléctrica Buenos Aires Niepos usando algoritmo PI digital." Bachelor's thesis, Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2018. http://tesis.usat.edu.pe/handle/usat/1637.

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Abstract:

El diseño del sistema regulador de velocidad es una característica fundamental en las mini centrales hidroeléctricas, debido que al transcurrir el tiempo la demanda de la comunidad, donde está ubicada la mini central, va en aumento en función al crecimiento de la población. Es por eso que el mejoramiento de la eficiencia de las centrales hidroeléctricas es un factor importante, para satisfacer la demanda y mejorar la calidad de energía que se entrega a la comunidad. El presente informe presenta el diseño de un sistema de control de velocidad de una turbina Pelton en la central hidroeléctrica Buenos Aires Niepos usando algoritmo PI digital a través de la herramienta informática Matlab. El proceso de diseño de este modelo abordará desde la información de la ficha técnica hasta la obtención de parámetros necesarios para el diseño. Se realiza en primer lugar la obtención de parámetros para el cálculo del diámetro de la válvula , un vez hallado, se procede a plantear un modelo cascada de la central hidroeléctrica de Buenos Aires Niepos, una vez planteado el modelo se dará lugar a las ecuaciones de transferencias tanto en el servomotor, turbina y generador; y se procederá al desarrollo de la arquitectura del diseño del controlador , en esta etapa se emplea el Matlab para simular y comprobar el comportamiento del diseño y una vez desarrollado se pasará al cálculo de los parámetros del controlador PI (Controlador Proporcional-Integral ) digital. Los cálculos se realizarán mediante hojas de cálculo de Excel, se procederá a evaluar el modelo de la central hidroeléctrica, mediante Matlab, para obtener los parámetros para el algoritmo PI (Controlador Proporcional-Integral) digital. De esta manera concluir con el diseño final del sistema. Tesis

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Fuentealba, Toro Sebastián Felipe. "Diseño e implementación de un sistema supervisor con modelos basados en similitud para la detección y aislamiento de fallas en turbina a gas natural." Tesis, Universidad de Chile, 2012. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/111297.

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Abstract:

Ingeniero Civil Electricista Debido al constante aumento en los estándares de producción y calidad, así como las exigencias impuestas por estrictas normativas ambientales y de seguridad, existe en la industria moderna la necesidad de incrementar la eficiencia y complejidad de los sistemas de control asociados. Sin embargo, existen perturbaciones que no pueden ser eficazmente manejadas por los controladores a menos que exista una adecuada caracterización del modo de operación. He ahí la necesidad de incorporar sistemas de monitoreo para detección y aislamiento de anomalías que pudiesen condicionar el funcionamiento del proceso. En este sentido, el objetivo general de este trabajo es diseñar e implementar un sistema supervisor en línea con modelos basados en similitud (SBM) que permita la detección y el aislamiento de anomalías en procesos industriales multivariados y en particular, en el caso de una turbina a gas natural. El diseño del sistema supervisor incluye una etapa preliminar fuera de línea y de tres etapas que operan en tiempo real. La etapa preliminar corresponde al análisis del proceso en estudio y de los modos de falla de interés, así como la generación de los modelos SBM que serán utilizados en la etapa de implementación en línea. A través de esta metodología de estudio de eventos se determinan las variables más relevantes en cada anomalía con el fin de optimizar el procedimiento de generación de modelos. Las etapas asociadas a la implementación en línea se han denominado fases . Fase I genera una señal de alarma si la salida estimada por un modelo clasificador SBM, diseñado en la etapa preliminar, supera un umbral determinado en la etapa preliminar. Si se produce una alarma, entonces se ejecuta la Fase II que determina el vector de residuos entre las salidas medidas y las salidas estimadas por el modelo SBM, para cada posible anomalía en gestación. Fase III calcula el indicador de Hotelling de cada vector de residuos. Se genera una alarma de anomalía si este indicador supera un umbral determinado en la etapa preliminar. Este sistema es aplicado en una turbina a gas natural para el estudio de dos anomalías que ocasionan una disminución significativa en la potencia: (i) temperatura de un álabe fuera de rango (Anomalía #1) y, (ii) suciedad excesiva en el compresor (Anomalía #2). Los porcentajes de detección de las Anomalías #1 y #2 son 96% y 76%, respectivamente. Estos porcentajes se estiman en función del número de datos. Debido al tamaño de los conjuntos de datos disponibles, es imposible en esta aplicación utilizar probabilidades para caracterizar al sistema supervisor. Las principales ventajas de disponer de este sistema supervisor son: (1) con una metodología de estudio de eventos, se obtienen aquellas variables que son más relevantes en cada anomalía, (2) con la Fase I se logran descartar del análisis aquellas observaciones que representan un modo normal de operación y (3) a través de señales binarias Normal o Alarma se logra centralizar la información que entregan todos los modelos.

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Inga, Espinoza Carlos Hernán. "Diseño y simulación del control basado en redes neuro-difusas de la potencia activa y reactiva de una turbina eólica con generador de inducción doblemente alimentado." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/9517.

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Abstract:

Como se conoce, en los últimos años el consumo de energía ha ido en aumento debido al incremento poblacional y la dependencia creciente a la energía eléctrica. Esta situación ha ocasionado un aumento en la utilización de fuentes de energía no convencionales y renovables, como la energía solar y la energía eólica. Estos tipos de energía renovable no contaminan el medio ambiente en su generación. El tema de investigación busca obtener la máxima prestación de una turbina eólica utilizando una estructura de control basado en redes neuro-difusas. A fin de lograr este objetivo, primero se obtiene el modelo matemático de una turbina eólica de eje horizontal de tres palas de velocidad variable con generador de inducción doblemente alimentado, así como los modelos que representan la dinámica del proceso. Luego, se realiza el diseño de los controladores basados en redes neurodifusas, y otro controlador basado en linealización por realimentación de estados., el cual se utilizará con fines comparativos. Las variables controladas son la potencia activa y reactiva, mientras que las variables manipuladas son el ángulo de paso de las palas de la turbina eólica y los voltajes aplicados en los terminales del rotor del generador de inducción. Para comparar el desempeño de ambos controladores se desarrollaron simulaciones en Matlab, como resultado se obtuvo que el controlador neuro-difuso presenta mejor desempeño bajo distintas condiciones de operación. Tesis

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Capanni, Orams Renzo Tomás Eduardo Rodolfo. "Diseño de un grupo hidroeléctrico de 8 a 20 Kw." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2007. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/968.

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Abstract:

En el Perú el 24% de la población nacional carece de acceso al servicio eléctrico; esto significa que alrededor de 6.5 millones de peruanos permanecen al margen del desarrollo y la modernidad. En el sector rural la situación es más grave pues solamente un 32% posee suministro eléctrico. La electrificación rural en el país se viene desarrollando, en base a los Pequeños Sistemas Eléctricos; a la extensión de las Líneas de Transmisión y Subestaciones asociadas a la construcción de Pequeñas Centrales Hidroeléctricas. Se presenta el diseño de un grupo hidráulico utilizando una turbina Michell Banki de 8 a 20 kW de potencia para ser instalado en diversas localidades de la zona rural del país. El trabajo ha abarcado el diseño de un grupo de generación para el rango de potencias establecido incluyendo el diseño de la turbina, el sistema de transmisión para la transformación de energía mecánica a eléctrica, la selección del generador eléctrico y los instrumentos de control, además de la confección de la carta de trabajo de la turbina y los manuales de uso, instalación y mantenimiento. El grupo se encuentra diseñado para operar a 1800 revoluciones por minuto, con un caudal de diseño de 85.8 l/s y un salto neto necesario de 45.9 metros. El rotor esta compuesto por 24 álabes con un diámetro exterior de 149 milímetros y un ancho de 160 milímetros. Para regulación del caudal de entrada y con ello de la potencia de salida cuenta con un álabe directriz ubicado en el inyector de la turbina y regulable a través de una manivela exterior. La turbina estará conectada a un motor asíncrono trifásico de 4 polos operando como generador. Se podría hacer un paralelo entre este equipo y un grupo electrógeno. Mientras que en la parte técnica no se observará gran diferencia si la habrá en la parte económica, pues si bien el grupo hidroenergético presenta una inversión inicial mucho mayor que la del grupo electrógeno, prácticamente no tiene costo de operación. Por lo que para proyectos a largo plazo se presenta como una excelente opción. El costo del proyecto esta alrededor de los US$ 42 000 sin incluir el impuesto general a las ventas. El equipo en cuestión será capaz de trabajar en una amplia zona de trabajo. Pudiendo operar en múltiples combinaciones de salto y caudal que cumplan con la relación que se muestra en el desarrollo del trabajo. Con esto se logra un equipo con una alta flexibilidad de utilización. Con ello es posible tener una producción en masa de este equipo y destinarlo a ser utilizado en la electrificación de pequeños poblados en zonas alejadas del país que se ajusten a los requerimientos de caudal y salto neto del equipo. Con esto se logra también un equipo estandarizado y con ello bajar costos de reparación y de repuestos, además de tener técnicos especializados en el equipo. Tesis

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Benites, Príncipe Johel Víctor. "Diseño de un grupo hidroenergético Michell-Banki de 120 kW." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/5449.

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Abstract:

El presente trabajo busca ser una buena alternativa en la instalación de grupos hidroenergéticos en las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas que se construyen en el Perú y de este modo cubrir el déficit de electrificación en zonas rurales. Para ello, se ha planteado el diseño de un grupo hidroenergético que opere con una turbina estandarizada Michell- Banki debido a que esta turbina tiene una buena eficiencia dentro de un amplio rango de caudal, bajo costo y es de fácil fabricación local. La función principal del grupo hidroenergético es aprovechar la energía cinética de una caída de agua y transformar el trabajo técnico en el eje de la turbina en energía eléctrica para su uso en zonas rurales, de manera que se pueda mejorar la calidad de vida de los habitantes de estas localidades. Para el desarrollo de este trabajo se ha realizado el diseño hidráulico del rodete y del inyector, que son los principales componentes de la turbina. Esto se ha realizado mediante una metodología en la cual los únicos parámetros de entrada son la potencia de 120 kW generada en el eje de la turbina y el rango de variación de la velocidad específica de la turbina Michell-Banki. Las características nominales de la turbina son las siguientes: 120 kW generados en el eje de la turbina Michell-Banki, velocidad de giro igual a 1800 rpm, 82% de eficiencia hidráulica a plena carga, velocidad específica de la turbina igual a 100, caudal de diseño igual a 0.19 m3/s y salto neto igual a 75.4 m. Debido a las características de las turbinas Michell-Banki el grupo hidroenergético puede trabajar conservando una buena eficiencia en un rango de potencias desde 63.8 kW hasta 120 kW, en un rango de salto neto desde 50.8 m hasta 113.8 m y en un rango de caudal desde 0.11 m3/s hasta 0.22 m3/s. Una vez finalizado el diseño hidráulico se ha realizado el diseño mecánico de todos los componentes del grupo hidroenergético como eje del rodete, apoyos del eje del rodete, carcasa, bastidor, además de la verificación por resistencia del rodete y del inyector. Por otro lado, se ha diseñado la pieza de transición entre la salida de la tubería de presión de sección circular y la entrada del inyector de sección rectangular. Además, se ha seleccionado el generador eléctrico y se ha diseñado el sistema de transmisión de potencia entre la turbina y el generador, de tal manera que este gire a su velocidad de sincronismo. El costo del grupo hidroenergético de 120 kW utilizando una turbina Michell-Bank es aproximadamente S/. 40,391.97 considerando costos ingeniería, costos de fabricación y costos de equipos de compra directa. Tesis

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Bosc, Cristian. "Diseño constructal de conductos elípticos de refrigeración en álabes de turbinas de gas." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2017. http://hdl.handle.net/10183/172103.

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Abstract:

As turbinas a gás (TG) são máquinas usadas para transformar a energia térmica liberada na combustão de um hidrocarboneto em trabalho. A parte crítica para a concepção das TG encontra-se nas secções expostas a condições mecânicas e térmicas extremas, tais como as primeiras pás da turbina. A eficiência das TG é limitada pela temperatura máxima que podem suportar os materiais das pás sem escoamento ou deformação. Atualmente, a temperatura máxima de operação encontra-se acima da temperatura de escoamento do material, permitido pelo uso de técnicas de revestimentos cerâmicos com uma baixa condutividade térmica, (revestimento de proteção térmica, TBC) e técnicas de arrefecimento das pás. O arrefecimento interno é realizado com canais internos através dos quais escorre ar que é extraído do compressor principal. Como esse ar não é utilizado para gerar trabalho, é necessário otimizar as técnicas de arrefecimento. O presente trabalho melhora o nível de arrefecimento interno de uma pá de TG, através da otimização do desenho dos canais de arrefecimento mediante a utilização da Teoria Constructal Uma configuração com dois canais elípticos de diferentes geometrias é analisado, com o objetivo de otimizar a sua posição, área e razão de aspecto, procurando gerar uma redução da temperatura máxima no metal. São desenvolvidos quatro modelos com diferentes condições de contorno, incluindo no terceiro modelo a transferência de calor por convecção e radiação e um revestimento de barreira térmica. As conclusões gerais do trabalho estabelecem que os requisitos de máxima eficiência de dissipação de calor e mínima temperatura máxima no metal podem gerar modelos levemente diferentes. No entanto, ambos indicadores do desempenho térmico da pá estão intimamente relacionados, porem, sem grande variação de um design ótimo com relação ao outro, nem uma grande variação nas magnitudes da temperatura máxima ou da eficiência. O design que fornece a mínima temperatura máxima no metal é composto por canais elípticos achatados com a menor razão de aspecto e de igual área, distribuindo o ar de arrefecimento na maior quantidade de canais possíveis. A aplicação do Design Constructal nos canais internos de arrefecimento em TG reduz a temperatura máxima no metal, podendo constituir uma melhoria na vida útil das pás.

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Gil, Bancallan Luis Orlando. "Diseño de un módulo de simulación de generación hidroeléctrico utilizando turbinas Pelton y Francis abastecidas por un sistema de recirculación." Bachelor's thesis, Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2017. http://tesis.usat.edu.pe/handle/usat/1131.

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Abstract:

El presente proyecto, es un módulo de pruebas dotado por dos turbinas una pelton y una francis que simula el funcionamiento de una pequeña central hidroeléctrica y permite disponer como herramienta para capacitar e incentivar a estudiantes en energías limpias y renovables. La tesis desarrollada abarca la construcción de un sistema que muestra el funcionamiento de dos turbinas, aprovechando la operación de una electrobomba centrífuga para simular el salto hidráulico. El trabajo comprende; la construcción del módulo “Montaje de las turbinas, sistema eléctrico, electrobomba y simulación de la caída de agua”, la selección de los instrumentos y dispositivos así como los procedimientos de evaluación y diseño, se utilizara datos comerciales. Que se propone permitirá: visualizar los diferentes comportamientos hidráulicos y eléctricos que se presenten. Tesis

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Gamez, Pulido Sergio Angel. "Diseño de 4 grupos hidroenergéticos para el rango de potencia de 5 a 500 kW con turbinas Michell Banki." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/16571.

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Bautista, Valera Santiago Alonso. "Diseño de un módulo simulador de un sistema de generación de energía eléctrica con carga variable." Bachelor's thesis, Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.12423/3475.

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Abstract:

En la presente de tesis se desarrolla un módulo simulador de generación de energía variable ante la carga, debido a la importancia de la generación de energía se estudia las diversas etapas que esta conlleva, como la generación y consecuencias que se puede presentar en la turbina, hasta la definición de la calidad de energía eléctrica que llega a cada usuario en una determinada zona del Perú. En el proceso de construcción este módulo abarca posibilidades de funcionamiento basándose en la turbina y su comportamiento ante las variaciones de la carga, ya que en una escala mayor los problemas que conllevaría a serias consecuencias en el funcionamiento de un central. Se podrá evaluar su veracidad de los cálculos realizados en el funcionamiento del módulo, o software especializado en el modelamiento de sistemas como Matlab, el cual se utilizó para encontrar las variables principales que se utilizó para el control PID y de esta manera concluir el desarrollo del presente trabajo.

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Cárdenas, Parra Jonathan David. "Diseño de estrategias de control predictivo para generación eólica utilizando una máquina de inducción de doble excitación." Tesis, Universidad de Chile, 2016. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/141314.

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Abstract:

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica. Ingeniero Civil Eléctrico En esta tesis se desarrollan y evalúan tres estrategias de control predictivo distintas en un generador de inducción de doble excitación (DFIG), que son: descentralizado, centralizado y distribuido. En la estrategia de control predictivo descentralizada el conversor back-to-back es regulado mediante dos controladores predictivos, uno para el lado rotor y el otro para el lado red, y mediante un controlador PI que mantiene el balance del voltaje en el DC-link. En la estrategia de control predictivo centralizado todo el conversor es regulado mediante un único controlador predictivo. Por último en la estrategia de control distribuido el sistema es regulado mediante dos controladores predictivos que comunican sus acciones de control. Para evaluar las estrategias de control planteadas se desarrolla un simulador que captura la dinámica de un generador doblemente alimentado mediante el uso del software Matlab-Simulink. Los controladores se programan de acuerdo a las estrategias de control implementadas y son aplicados en el simulador del generador. Se evalúa el desempeño de cada uno de estos, en base a los siguientes criterios de comparación: THD, error de seguimiento de las corrientes, error de seguimiento del voltaje de DC-Link, tiempo de ejecución del programa de cada controlador y frecuencia de switching. Se analiza también el desempeño de estas estrategias de control bajo condiciones de operación de estrés en la red, es decir, se somete el aerogenerador a una falla trifásica que implica una caída de la tensión de la red en un 70%. A partir de los resultados se concluye que es posible implementar las tres estrategias de control propuestas en el DFIG. Además se observa que el valor de la función de costos resulta ser mínimo en la estrategia de control centralizada seguida por la distribuida para presentar un menor desempeño en la estrategia de control descentralizada. En cuanto al error de seguimiento el voltaje del DC-Link es mejor para el caso centralizado, seguido por el distribuido, observándose el peor desempeño en el caso de descentralizado, con sobreniveles en torno al 4% cuando se cambia el punto de operación. Este resultado se debe a que en el caso centralizado el controlador encuentra un óptimo global, en cambio en el descentralizado los óptimos son locales. En general, los resultados de la estrategia de control distribuido son bastante similares a los obtenidos mediante la estrategia de control centralizado, con la diferencia de que se resuelve el problema de optimización dentro del tiempo de muestreo. Al analizar la distorsión armónica se observa que la frecuencia se encuentra distribuida a lo largo de todo el espectro lo que en aplicaciones reales complica el dimensionamiento de los filtros para armónicos y aumenta su costo, por lo que recientemente se han estudiado estrategias de control predictivo moduladas que utilizan una fase de modulación antes de conectarse a las compuertas de los IGBT's. Como consecuencia los armónicos se centran en torno a múltiplos de la frecuencia de la señal portadora. Por último al analizar el comportamiento de las estrategias propuestas en presencia de una caída de tensión en la red se producen sobrecorrientes en los enrollados del rotor que el convertidor lado rotor no es capaz de controlar. Además durante la contingencia es necesario utilizar un chopper para disipar el exceso de energía.

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Egúsquiza, Goñi Julio César, and Camones Julio César Sánchez. "Diseño de un banco de pruebas para turbinas Michel Banki para el laboratorio de Energía de la Pontificia Universidad Católica del Perú." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2009. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/586.

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Abstract:

Con el presente proyecto, se presenta una propuesta económica y versátil de un banco de ensayo dotado de una turbina Michell Banki que simula el funcionamiento de una pequeña central hidroeléctrica y permite disponer de una herramienta para capacitar e incentivar a estudiantes, profesionalesy compañías en el desarrollo de esta clase de proyectos que se puedan generaren el interior del país. La tesis desarrollada abarca el diseño de un sistema que muestra el funcionamiento de una turbina Michell Banki, aprovechando la operación de una bomba centrífuga para simular el salto hidráulico. El trabajo comprende; el diseño de todos los componentes de la turbina, el diseño del sistema de transformación de energía mecánica a eléctrica; la selección de los instrumentos y dispositivos para el control y el registro de las variables y los protocolos de ensayo así como los procedimientos de evaluación. El banco de pruebas que se propone permitirá: visualizar el proceso de transformación de energía, determinar las zonas de aplicación de la turbina hidráulica, determinar las curvas de funcionamiento y evaluar el comportamiento de la turbina. Las características nominales de la turbina son las siguientes: 5kW de potencia eléctrica, velocidad de rotación de 1800rpm, 68% de eficiencia, velocidad especifica de la turbina de Ns de 83 y abarca un salto en el rango de 16.8 hasta 33m de altura de la misma forma el rango para el caudal es de 23 lIs hasta 39 l/s. Se utiliza una bomba centrífuga de 20 HP que simulará el salto hidráulico, para accionar una turbina de diámetro exterior de 11cm para un caudal de aproximadamente 38.6 l/s, considerando un volumen para el llenado del tanque como mínimo de 3 m3, de acero SA285 C y de 3mm de espesor, por medio del cual se garantiza la recirculación del agua para la realización de los diversos ensayos. La selección de un generador síncrono trifásico auto excitado sin escobillas de acople directo, el cual junto a la instalación de luminarias y resistencias debidamente instaladas, simularan la demanda de electricidad de una central hidráulica, de esta manera se tendrá un panorama real de todo el funcionamiento de esta clase de proyectos. .. En el banco de pruebas también se podrá visualizar la trayectoria del flujo de agua por el rotor de la turbina, por medio de un material transparente colocado en la carcasa del mismo, ya que el rotor se encuentra en voladizo y el disco lateral presenta un diseño accesible para este fin. La utilización de acero inoxidable para la fabricación del rotor permitirá un incremento en la calidad, visibilidad y reducido mantenimiento, para fines solo educativos. Tesis

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Dias, João Pedro Alves. "Simulação numérica do escoamento em turbinas colocadas numa falésia." Master's thesis, Faculdade de Ciências e Tecnologia, 2011. http://hdl.handle.net/10362/7852.

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Abstract:

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica O aproveitamento da energia eólica é feito a partir de turbinas normalmente instaladas em zonas de declive ligeiramente acentuado, devido ao aumento da velocidade local do vento. Este incremento na velocidade é favorável dado que a potência disponível depende do cubo da velocidade. No entanto, nas falésias, o efeito de bloqueio provoca uma forte inclinação do escoamento reduzindo a eficiência e desempenho das turbinas nestes locais. O presente trabalho tem como principal objectivo estudar a influência do escoamento das turbinas colocadas numa falésia. Este estudo é realizado a partir de simulações numéricas tendo como base um código numérico comercial, que resolve as equações RANS utilizando o método dos volumes finitos. Neste trabalho, inicialmente valida-se a influência da variação abrupta da superfície da falésia no escoamento e o seu impacto na produção de energia com testes numéricos. Posteriormente modela-se a turbina através de um meio poroso. Na parte final estuda-se a interferência da esteira de uma turbina noutra colocada a sotavento. Dos resultados numéricos obtidos concluiu-se que as falésias constituem um local apropriado para a colocação de turbinas se devidamente posicionadas. Adicionalmente o meio poroso revelou-se uma boa alternativa simplificada à caracterização da esteira de turbinas.

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Vicente, Mauricio Richard Bryan. "Diseño e implementación de un sistema de monitoreo de desempeño de una micro-red basada en paneles solares y turbinas eólicas." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.12404/15614.

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Cotacallapa, Vera Rommel Benjamín. "Estudio del efecto del espesor del álabe y la contracción de la vena en el diseño de la turbinas hidráulicas de flujos cruzados." Universidad Nacional de Ingeniería. Programa Cybertesis PERÚ, 2005. http://cybertesis.uni.edu.pe/uni/2005/cotacallapa_vr/html/index-frames.html.

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Mejía, Montalvo Bryan Fernando. "Factibilidad y diseño de una micro red conformada por paneles solares y turbinas eólicas en la torre A del edificio McGregor de la PUCP." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/18491.

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Abstract:

Actualmente es más frecuente el empleo de energía eléctrica a partir de fuentes renovables interactuando en paralelo o de manera aislada de la red eléctrica pública, especialmente orientados a suplir la energía eléctrica convencional, tanto cuando esta falla y no está disponible, o para zonas aisladas. En este contexto, las micro redes eléctricas surgen como medio para la utilización de energías renovables a niveles de potencia bajas y medias, donde la energía es generada empleando diversos tipos de recursos renovables para luego ser entregada a un conjunto de cargas propias y, además es posible que entreguen energía a la red pública, convirtiéndose en sistemas bidireccionales. El objetivo principal de este trabajo de tesis es el análisis de factibilidad para proponer el diseño de una micro red conformada por paneles solares o turbinas eólicas para el sistema de iluminación de la torre A del edificio McGregor, esperando que sirva como guía para trabajos futuros relacionados al diseño de micro redes y al diseño de sistemas que funcionen con energías renovables, especialmente en edificios en Lima. Aquí se desarrollará el diseño de los distintos componentes que conforman una micro red, el análisis técnico y económico de la factibilidad para determinar la conveniencia de utilizar energía solar y eólica o sólo una de estas. Para estos fines, primero se realizará la determinación de la carga que conforma el sistema de iluminación y las características físicas de la torre A del edificio McGregor. Finalmente, se realizará una simulación del sistema (micro red y cargas de iluminación) mediante un software para verificar que su funcionamiento es el esperado. Las conclusiones del estudio estarán complementadas con un análisis económico para determinar la factibilidad de su implementación en la torre A del edificio McGregor.

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MARTINELLI, IRENE. "Cost estimation and product value optimization during conceptual design of gas turbine." Doctoral thesis, Università Politecnica delle Marche, 2021. http://hdl.handle.net/11566/287677.

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Abstract:

Il processo di progettazione tradizionale e consolidato si focalizza principalmente sul raggiungimento delle prestazioni e dei requisiti tecnici, pur mantenendo l'attenzione su qualità, riduzione dei costi e sicurezza. Per questi motivi sono stati sviluppati diversi strumenti di progettazione per assistere il progettista in questa attività. Al giorno d'oggi, lo sviluppo di nuovi prodotti non può prescindere dalla valutazione del valore e dalla gestione dei costi del prodotto. Il valore diventa sempre più importante e rappresenta un fattore chiave e di successo del mercato. Da questa considerazione deriva la necessità di strumenti di progettazione per supportare i progettisti nel considerare sia gli indicatori di prestazione (incluso il costo) sia gli aspetti di valore nel processo di progettazione. L'obiettivo della ricerca è la definizione di un approccio sistematico, basato sulla modellazione parametrica dei costi e sull'analisi del valore, per l'ottimizzazione delle soluzioni progettuali durante la fase iniziale di progettazione della turbina a gas. L'approccio proposto consente ai progettisti di modellare componenti per il raggiungimento del costo target, sfruttando la modellazione dei costi sin dalla fase concettuale e l'approccio Value Analysis Value Engineering (VAVE). La modellazione dei costi in fase concettuale consente di prevedere il costo complessivo del modulo / prodotto in analisi e sono state confrontate e testate diverse metodologie (regressioni, rete neurale artificiale, foresta casuale, ecc.) D'altra parte, la metodologia VAVE viene utilizzata per generare idee innovative ogni volta che il costo stimato attraverso le tecniche di stima di costo è molto distante dal costo target. Vengono forniti due casi di studio per affrontare i vantaggi e i limiti della metodologia sviluppata. Il primo riguarda le pale delle turbine a gas, che sono state analizzate dal punto di vista della modellazione parametrica dei costi e parzialmente ridisegnate, facendo leva sulla metodologia proposta, per ottenere una riduzione dei costi del 25% e aumentare il valore del prodotto fino al 33%. Il secondo si concentra in particolare sui dischi e sui distanziatori del compressore assiale, ed è stato utilizzato per eseguire un confronto tra diverse metodologie di modellazione dei costi, descrivendo vantaggi e svantaggi di regressione, rete neurale, deep learning e random forest, dimostrando il potenziale delle tecniche di machine learning e la loro migliore affidabilità. Questo lavoro di ricerca segna un passo in avanti verso lo sviluppo di una metodologia utile per anticipare la stima di costo dei prodotti alle prime fasi di progettazione, garantendo il raggiungimento di un livello di accuratezza accettabile. L'obiettivo previsto è un forte aumento del valore del prodotto dalla fase di progettazione concettuale e una riduzione del numero di iterazioni e delle variazioni di design nelle fasi di progettazione successive. I passi successivi e gli sviluppi futuri sono stati identificati e descritti con una proposta di piattaforma software in grado di gestire sia il costo concettuale che l'analisi VAVE, per la quale sono stati definiti l'architettura del sistema, i moduli necessari, gli scenari di utilizzo e i requisiti. Traditional and consolidated design process mainly focuses on achieving technical performances and requirements, keeping attention on quality, cost reduction, and safety. For these reasons, several design tools have been developed to assist designers in this activity. Nowadays, the development of a new product cannot leave aside value assessment and product cost management. Value becomes more and more important and represents a key and successful market factor. Therefore, the need for design tools to support the designers in considering both performance indicators (including cost) and value aspects in the design process arises. The research goal of this work is the definition of a systematic approach, based on parametric cost modelling and value analysis, for the optimization of design solutions during the early design stage of a gas turbine. The proposed approach enables design engineers to model components to achieve target cost, leveraging conceptual cost modelling and Value Analysis Value Engineering (VAVE) approach. Conceptual cost modelling allows to predict the overall cost of the module/product under analysis, and several methodologies have been compared and tested (regressions, artificial neural network, random forest, etc.) On the other hand, VAVE is used to generate disruptive ideas whenever the target cost is not matched by cost estimated through cost modelling. Two case studies are provided to address the advantages and limitations of the developed methodology. The first one deals with gas turbine blades, which have been analyzed from a parametric cost modelling point of view and partially redesigned, leveraging the methodology proposed, to achieve a cost reduction of 25% and increasing product value up to 33%. The second one focuses in particular on axial compressor’s discs and spacers and has been used to perform a comparison among different cost modelling methodologies, describing advantages and drawbacks of regression, neural network, deep learning and random forest, demonstrating the potential of machine learning techniques and their improved reliability. This research work is a step toward the development of methodology helpful to anticipate the cost of products since the early design stages, reaching an acceptable accuracy level. The target foreseen is a strong increase in product value since the conceptual design stage and a reduction of iterations and changes in design in the following design stages. Next steps and future development have been identified and described with a proposed software platform able to manage both conceptual costing and VAVE analysis, for which system architecture, needed modules, use scenarios and requirements have been defined.

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Mohaded, Martín Gabriel. "Diversificación de la matriz energética: diseño de una micro turbina Turgo." Bachelor's thesis, 2018. http://hdl.handle.net/11086/11414.

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Abstract:

Práctica Supervisada (IC)--FCEFN-UNC, 2018 Desarrolla una Micro Turbina Hidráulica como forma de obtención de Energía Renovable limpia No Convencional (ERNC), estableciendo un soporte técnico y herramientas de trabajo para futuras generaciones con miras de fomentar su ejecución y extender esta propuesta a las localidades rurales aisladas, carentes del suministro de energía eléctrica

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Irazusta, María Belén. "Diseño de microturbina Turgo." Master's thesis, 2018. http://hdl.handle.net/11086/11366.

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Abstract:

Trabajo Final Integrador IC (Especialización en Hidráulica)--FCEFN-UNC, 2018 Desarrolla la ingeniería de una micro-turbina Turgo, una turbomáquina motora de acción, a chorro libre, turbina que permitirá trabajar en cauces que poseen saltos intermedios pero con bajos caudales, entre las turbinas Francis y Pelton, la cual podrá producir una potencia de 1,5 kw. Establece la factibilidad de construcción de las turbomáquinas con tecnología local, así como adaptar los diseños convencionales del exterior a las condiciones locales, mejorando su eficiencia

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Mateus, Rafaela Luísa Parreira. "Estudo Numérico da Interação entre Turbinas Eólicas Modeladas por Discos Atuantes." Master's thesis, 2018. http://hdl.handle.net/10362/131765.

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Abstract:

O estudo do layout das turbinas num parque eólico permite determinar qual a melhor disposição das mesmas para consequentemente melhorar o desempenho global do parque. Dada a complexidade, este importante estudo é muitas vezes realizado com recurso a ferramentas numéricas, que envolvem um elevado esforço computacional e elevado tempo de execução. O objetivo do presente estudo é implementar um modelo de baixa exigência computacional que seja adequado para prever de forma preliminar o layout de um parque eólico, no qual podem ser identificadas interferências entre as esteiras das turbinas. Um modelo de esteira simples é acoplado à ferramenta ANSYS FLUENT r CFD através de User Defined Functions (UDF). Este modelo é baseado nas modificações propostas por El Kasmi e Masson, 2008, para o modelo de turbulência k-". A utilização das UDF confere uma versatilidade na disposição das turbinas no domínio, sem exigir alterações na geometria do domínio e na geração da malha. O presente estudo divide-se em duas partes, na primeira parte implementa-se o modelo via UDF e valida-se o modelo de previsão da esteira por comparação dos resultados numéricos obtidos com os dados experimentais do estudo de Pederson e Nielson, em 1980. O método proposto inclui o efeito de rotação do rotor pelo que se estuda a influência da sua modelação no desenvolvimento da esteira e ilustra-se a metodologia proposta para determinar as condições iniciais do escoamento de turbinas em tandem. Na segunda parte demonstram-se as potencialidades da modelação das turbinas por UDF no estudo da interação entre turbinas. Os resultados do caso de uma turbina isolada permitem concluir que o método proposto prevê eficientemente a esteira na região distante, onde se encontram as turbinas em tandem. Através dos resultados da interação entre turbinas demonstra-se o potencial do método na definição do layout de um parque eólico. The study of wind-turbine layout in a wind farm aims at determining the disposition of these that improve the overall farm performance. Due to its complexity, this important study is often done resorting to numerical tools, which encompass a high computational effort and running time. The goal of the present study is to implement a model involving low computational power and suitable for preliminary assessments of a wind farm layout, in which possible interferences between the wakes of the turbines can be identified. A simple wake model is coupled to the ANSYS FLuent CFD tool via user defined functions (UDF). It is based on modifications by El Kasmi and Masson, 2008 to the k-" turbulence model. The use of UDF gives versatility to the wake model when the matter is the turbine’s disposition along the domain, without demanding changes in the domain and meshs geometry. The present study is divided in two parts, in the first part the numerical wake model is validated by doing a comparison with the numerical results obtained by Pederson and Nielson’s experimental data, obtained in 1980. The proposed model incorporate the rotor’s rotation effect, so its influence on the wake development is studied and the proposed methodology to determine the flow’s initial conditions in tandem turbines is illustrated. In the second part it is shown the capability of wind turbine modelling and implementation of turbines using UDF in the study of turbine interaction. The results for an isolated turbine allow to determine that the proposed method predicts the wake efficiently at a long distance from the turbine when placed in tandem configuration. Throughout this results of the wind turbine interaction it is shown the potential of this method on the wind farm layout’s definition.

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Dissertations / Theses on the topic 'Diseño de turbina'

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