Academic literature on the topic 'Turbina hidráulica'
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Journal articles on the topic "Turbina hidráulica"
1
Timm, Luis Carlos, Tamara Maria Gomes, Roberto Terumi Atarassi, and Tarlei Arriel Botrel. "CONSTRUÇÃO E AVALIAÇÃO DE UMA TURBINA "TIPO PELTON"." IRRIGA 8, no. 3 (December 4, 2003): 283–89. http://dx.doi.org/10.15809/irriga.2003v8n3p283-289.
Full textAbstract:
CONSTRUÇÃO E AVALIAÇÃO DE UMA TURBINA "TIPO PELTON" Luís Carlos TimmLaboratório Física do Solo, Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Universidade de São Paulo, Piracicaba, SP, CP. 96, CEP: 13416-000. E-mail: lctimm@cena.usp.brTamara Maria GomesRoberto Terumi AtarassiTarlei Arriel Botrel Departamento de Engenharia Rural, Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” Universidade de São Paulo, Piracicaba, SP, CP. 9, CEP: 13418-900. 1 RESUMO O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o desempenho de uma turbina tipo “Pelton” por meio dos seguintes parâmetros: potência no eixo, rotação, torque e rendimento. A turbina foi construída com materiais de baixo custo, sendo os ensaios realizados em diferentes vazões e cargas hidráulicas. Os resultados proporcionaram um rendimento máximo em torno de 46%, possibilitando qualquer instituição de ensino e pesquisa construir o equipamento a baixo custo, adequado para a demonstração da transformação da energia hidráulica em energia mecânica. UNITERMOS: Turbina pelton, rendimento, potência. TIMM, L. C.; GOMES, T. M.; ATARASSI, R. T.; BOTREL, T. A. CONSTRUCTION AND EVALUATION OF A PELTON TURBINE 2 ABSTRACT This study was carried out in Piracicaba, SP, Brazil aiming to evaluate a “Pelton” turbine performance through the following parameters: axis power, rotation, torque and efficiency. The turbine was built using low cost material and tests have been performed applying different flow rates and hydraulic heads. The results show that 46% was the maximum efficiency, making it possible to any educational and research institution to build a low-coast equipment which is appropriate to demonstrate the transformation of hydraulic into mechanical energy. KEYWORDS: Pelton turbine, yield, power.
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Hernández Arroyo, Emil, Omar Pinzón Arcila, and Alfonso Santos Jaimes. "Diseño e Implementación de un Sistema de Regulación de Carga de Batería en una Planta de Microgeneración Hidráulica." Ingenierías USBMed 8, no. 2 (July 30, 2017): 31–36. http://dx.doi.org/10.21500/20275846.2929.
Full textAbstract:
En este proyecto se diseña y construye un sistema de regulación de carga de batería en una planta de microgeneración hidráulica que usa una turbina de reacción tipo Francis. Para regular la carga de la batería se adaptó un controlador MPPT [Maximum Power Point Tracker] el cual se utiliza en sistemas fotovoltaicos. La turbina convierte la energía hidráulica en energía mecánica y el generador transforma la energía mecánica en energía eléctrica, la cual se rectifica a 12 V DC [Direct Current] para alimentar el controlador que regula la carga de la batería. La energía hidráulica se genera con una bomba centrifuga de 5.5 Hp y proporciona una altura o cabeza equivalente a 28 m. Se utiliza una batería de 12 V / 100 Ah y es cargada por el sistema en 23 h, la eficiencia del generador fue aproximadamente 75%.
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Vitorino, Mauro Ezequiel, Carlos Victor Manuel Labriola, and Hugo Alberto Moyano. "Sistemas Conversores Fluido - Dinámicos de energía renovable para la Patagonia Argentina." Informes Científicos Técnicos - UNPA 9, no. 1 (April 24, 2017): 64–86. http://dx.doi.org/10.22305/ict-unpa.v9i1.237.
Full textAbstract:
A partir de la línea de investigación del PI 29B163 del año 2015 y continuando su temática, el presente informe trata el estudio de las particularidades de una turbina hidrocinética de acuerdo a las características definidas para la construcción de un prototipo a futuro, teniendo en cuenta la potencia de la demanda estimada en el primer informe.Por lo tanto, según las partes de la turbina, inicialmente se detallan las características del rotor que captura la energía cinética del agua para obtener energía eléctrica luego de la conversión hidromecánica y electromagnética. Debido a que el rotor es la parte conversora de energía hidráulica en mecánica de la turbina, es relevante detallar cómo son sus álabes, por ello inicialmente se detallan las propiedades que caracterizan a cualquier perfil de álabes y luego se detallan los utilizados por las turbinas hidrocinéticas del tipo NACA.Luego, por medio del software QBlade, se realiza un cálculo hidrodinámico iterativo, el cual se realiza sección por sección para diferentes posiciones del álabe a lo largo del radio del rotor. A partir del análisis sobre de los resultados de dichas simulaciones, se determina el perfil óptimo para nuestro prototipo de turbina de acuerdo a las características definidas.
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Joaquín Cuarenta, Jesús David, Jesús Mora Rodríguez, Gilberto Carreño Aguilera, Josefina Ortiz Medel, Modesto Pérez-Sánchez, and Petra Amparo López-Jiménez. "Generación de energía mediante una bomba funcionando como turbina en una conducción de abastecimiento de agua de Guanajuato." Acta Universitaria 29 (December 11, 2019): 1–14. http://dx.doi.org/10.15174/au.2019.2512.
Full textAbstract:
En el presente trabajo se obtiene la curva característica del funcionamiento de una bomba como turbina para calcular la energía que se puede generar en una conducción por gravedad desde dos presas hasta una planta de tratamiento de agua potable para abastecimiento de agua, la cual es suministrada con un caudal variable en función del consumo y se encuentra ubicada en la ciudad de Guanajuato, México. La curva característica se obtiene por medio de fórmulas empíricas y curvas experimentales de bombas propuestas por diversos autores, las cuales predicen el funcionamiento de la bomba operando como turbina. Las fórmulas se utilizan para conocer el punto de funcionamiento óptimo en el que puede trabajar la máquina, mediante las variables: caudal, carga hidráulica y eficiencia. Finalmente, en el caso de estudio, la energía generada por la bomba funcionando como turbina es de 90 626.35 kWh/año.
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Vidal Barrena, Victor. "Análisis del dimensionamiento de una turbina hidráulica, por redes neuronales para una minicentral." Paradigmas 2, no. 1 (July 9, 2018): 185–94. http://dx.doi.org/10.31381/paradigmas.v2i1.1512.
Full textAbstract:
Este trabajo desarrolla un algoritmo computacional, para la realización de la selección y diseño de las dimensiones principales del rodete, para diferentes turbinas hidráulicas por redes neuronales para una mini central entre 50 kw a 4000 kw, haciendo uso de técnicas de las numerosas experiencias de práctica experimental y de laboratorio de diferentes expertos, en materias tan específicas como en la selección y diseño de estas turbinas hidráulicas de acción y de reacción, complementando con una red neuronal artificial y ecuaciones de cálculo tabuladas en cuadros estadísticos.Dicha selección la realiza el Sistema Inteligente que usa procedimientos de conocimiento basada en los cálculos realizados por los expertos. Este campo requiere utilizar un conjunto de conocimientos basados en la experiencia acumulada durante muchos años de trabajo en esa área específica, además de emplear conocimientos y rutinas de trabajo basados en otras disciplinas.Los conceptos de los parámetros diferentes de las ecuaciones de selección y diseño, tabuladas en cuadros estadísticos, las cuales serán aprovechados por la red neuronal artificial, previamente entrenada para que tenga capacidad de razonar, en el sentido de inferir nueva información, y que por la dificultad del problema de la selección de las turbinas requiera una solución con un grado de inteligencia. Esta cualidad de inteligencia implica una serie de elementos distintos, tales como la capacidad de aprendizaje, de auto coreción y razonamiento.
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Pineda-Ortiz, Juan Camilo, and Edwin Lenin Chica-Arrieta. "Métodos numéricos para el desarrollo de una turbina hidrocinética tipo Gorlov." Revista UIS Ingenierías 19, no. 3 (March 27, 2020): 187–205. http://dx.doi.org/10.18273/revuin.v19n3-2020018.
Full textAbstract:
Actualmente, a nivel mundial las energías alternativas han tomado gran importancia en las diversas aplicaciones relacionadas con el desarrollo del sector energético, entre las cuales podemos mencionar la energía solar, eólica, hidráulica, geotérmica y mareomotriz. Una nueva tecnología que aprovecha la energía cinética de la corriente de agua en canales naturales y/o artificiales e inclusivede las corrientes marinas son las turbinas hidrocinéticas. En este trabajo, se presenta un estudio de los diferentes métodos numéricos que pueden ser de utilidad para diseñar, analizar y optimizar sistemas de generación energética a partir de turbinas hidrocinéticas.
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Ramírez-Chumbe, Carlos A. "Diseño y simulación de hidroturbina con álabes superpuestos para generar electricidad en rio Ucayali." Gaceta Científica 1, no. 3 (June 12, 2019): 301–4. http://dx.doi.org/10.46794/gacien.1.3.994.
Full textAbstract:
Las energías limpias y renovables, como la hidráulica, son esenciales para mitigar el cambio climático, y son imprescindibles para desterrar la energía termoeléctrica. Es considerada como la fuente energética potencial. En el presente estudio se logró diseñar un modelo óptimo que se adapta a la realidad de Ucayali, también se construyó un prototipo experimental y se determinó la factibilidad de funcionamiento de la turbina en flujo lento y caudaloso con generación de energía eléctrica. Las pruebas con álabe grande y pequeño se realizaron en el río Ucayali con las dimensiones respectivas, se midieron las fuerzas en la profundidad de río, las piezas de equipo, y la longitud formando un diseño de rejilla que evite el acumulamiento excesivo de masas de algas, troncos, ramas grandes y otros desechos voluminosos. Los cálculos muestran que el ángulo del álabe no varía uniformemente a lo largo del radio, así como el aporte a la generación de potencia si se considera la velocidad angular de la turbina.
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Ortiz Medel, Josefina, Francisco Ramírez Navarro, Francisco Martínez González, and Edmundo Pedroza González. "Estimación del Error en un Medidor de Turbina con Insuficientes Tramos Rectos." Acta Universitaria 15, no. 3 (December 1, 2005): 18–24. http://dx.doi.org/10.15174/au.2005.207.
Full textAbstract:
En pozos agrícolas, frecuentemente se presenta el caso de trenes de descarga con insuficientes tramos rectos para cumplir las especificaciones de instalación de medidores de flujo. Los fabricantes no conocen la variación del error de medición en que se incurre si los medidores se colocan bajo condiciones de insuficientes tramos rectos. Hanson (1998) encontró que un medidor de propela presenta un error de 3,5 % si se coloca con dos diámetros aguas abajo de un codo de 90o. Para conocer el desempeño de un medidor de turbina con poco tramo recto, tanto aguas arriba como aguas abajo (condiciones no consideradas por Hanson) se realizaron pruebas en el Laboratorio de Hidráulica de la Universidad de Guanajuato. Se compararon las lecturas del medidor contra las de un tanque volumétrico, colocando el medidor en diferentes posiciones y con varios gastos. Los resultados indican que el medidor probado no tiene grandes errores cuando está mal colocado, pero si presenta su mejor comportamiento cuando se coloca como lo indica el fabricante.
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Illidge-Araujo, JorgeMario, Jorge Luis Chacon Velasco, Angel José Chacon Velasco, and Carlos A. Romero Piehadraita. "Diseño y simulación de un sistema pico-hydro para la generación de energía eléctrica en zonas rurales, mediante un software de mecánica de fluidos computacional." Revista UIS Ingenierías 19, no. 1 (January 1, 2020): 155–70. http://dx.doi.org/10.18273/revuin.v19n1-2020015.
Full textAbstract:
En este artículo se presenta un procedimiento para el diseño de todos los componentes de un sistema pico-hydro, a partir de una turbina hidráulica tipo hélice de acuerdo a las condiciones específicas del potencial del agua para un sitio estimado de operación basado en un análisis teórico y técnico. Para este fin, las principales características del rodete se determinan por medio de correlaciones estadísticas de diferentes autores que han estudiado turbinas instaladas alrededor del mundo, y definiendorestricciones para el diseño tales como el salto de la turbina, el caudal nominal y la potencia requerida, a partir de los datos mencionados anteriormente, se establece el valor de todas las variables relacionadas con el comportamiento del fluido en su paso por el rodete y a partir del valor de dichas variables y de la geometría establecida para el rodete, se procede a determinar la geometría y las especificaciones de los demás componentes del sistema pico-hydro tales como la cámara espiral, el tubo de aspiración, el generador y el distribuidor, para el cual se estudiaron dos tipos que son un distribuidor de entrada axial del fluido y otro de entrada radial del fluido con respecto al eje de rotación de la turbina. Para la verificación del diseño y de los resultados esperados, se utiliza una herramienta moderna de ingeniería como lo es la dinámica de fluidos computacional (CFD), en especial el componente (CFX) para predecir el flujo y el rendimiento que puede arrojar el sistema diseñado. Por último,se procede a realizar un análisis técnico-económico para estudiar la viabilidad de implementar este tipo de sistemas en una zona rural.El diseño del presente sistema pico-hydro y el aporte de la dinámica de fluidos computacional CFD, puede ser una alternativa viable para suplir las demandas de energía eléctrica de una zona rural en Colombia que no cuente con este servicio por parte de las redes de suministro encargadas de esta función
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Cánovas García, Miguel Ángel, Blas Zamora Parra, and Juan Ramón Jiménez Bosque. "Aprovechamiento hidráulico óptimo del Embalse del Cenajo en la Cuenca del Segura." Ingeniería del agua 8, no. 4 (December 31, 2001): 423. http://dx.doi.org/10.4995/ia.2001.2875.
Full textAbstract:
La necesidad de explotación óptima de los recursos hidráulicos disponibles en un país deficitario energéticamente como es España lleva a que en los concursos de explotación publicados por los distintos órganos de cuenca se exija un elevado nivel de análisis de dichos recursos. Es preciso establecer procedimientos rigurosos de optimización de la energía hidráulica, que no pueden obviar el diseño de las turbinas hidráulicas. Se hace necesario el desarrollo de herramientas para contrastar los diseños ofertados por los fabricantes, con el fin de obtener la producción hidroeléctrica más eficiente. En este trabajo, se presentan dos contribuciones: por un lado, se describe el procedimiento de optimización de la producción hidráulica del Embalse del Cenajo, perteneciente a una cuenca fuertemente deficitaria como es la del Segura; por el otro, se hace una breve revisión de los métodos clásicos empleados en el diseño de las turbinas hidráulicas, y se apuntan procedimientos numéricos de apoyo a estos métodos clásicos. En concreto, se presentan resultados numéricos para la red de corriente del flujo potencial que debe introducirse en el clásico método de Bovet para el diseño de turbinas hidráulicas tipo Francis.
Dissertations / Theses on the topic "Turbina hidráulica"
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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.
Full textAbstract:
Ingeniero Civil MecánicoLas 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.
2
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.
Full textAbstract:
Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención MecánicaMemoria 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.
Full textAbstract:
Ingeniera Civil MecánicaDiversificar 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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Aleixo, Aline Serpeloni 1986. "Otimização das constantes do regulador de turbina hidráulica utilizando o algoritmo genético." [s.n.], 2012. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/267781.
Full textAbstract:
Orientador: Lubienska Cristina Lucas Jaquiê RibeiroDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia
Made available in DSpace on 2018-08-20T06:43:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aleixo_AlineSerpeloni_M.pdf: 2178208 bytes, checksum: aaef09b93f33ada98dd56e8ff5a84ba0 (MD5) Previous issue date: 2012
Resumo: Uma das principais tarefas de controle numa Usina Hidrelétrica é a regulação das máquinas hidráulicas. Seu monitoramento faz-se necessário para garantir e estabelecer regras operacionais seguras para a instalação. A turbina é um dos elementos básicos de uma Usina Hidrelétrica e o regulador tipo PID é um dos tipos usados para sua regulação. Os parâmetros do regulador da turbina hidráulica são muito estudados, inclusive verificando seu comportamento através da simulação computacional. As simulações computacionais são ferramentas de análise muito úteis e que permitem encontrar a melhor solução que proporcione o melhor desempenho do sistema estudado. Este trabalho apresenta uma metodologia para otimização das constantes do regulador tipo PID de turbina hidráulica utilizando um modelo de simulação aliado a técnicas atuais de otimização evolutiva baseada nos Algoritmos Genéticos. Os exemplos avaliados mostraram significativa melhora nos valores dessas constantes, mostrando a eficácia do uso dessa ferramenta na área da Hidráulica e possibilitando estudos futuros
Abstract: One of the main tasks of control in a Hydroelectric Power Plant is the hydraulic machines regulation. Its monitoring becomes necessary to guarantee and to establish safe operational rules for the installation. The turbine is one of the basic elements of the Hydroelectric Power Plant and the PID governor is one of the types used to its regulation. The governor parameters of the hydaulic turbine are studied, also verifying its behavior through the computational simulation. The computational simulations are very useful analysis tools to find the best solution to provide the best performance of the studied system. This work presents a methodology to optimize the PID governor parameters of the hydraulic turbine using a simulation model ally the current techniques of evolutionary optimization based in the Genetic Algorithms. The evaluated examples had shown significant improvement in the constants values, showing the effectiveness use of this tool in the hydraulic area and making possible future studies
Mestrado
Tecnologia e Inovação
Mestre em Tecnologia
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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.
Full textAbstract:
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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Junior, Renato Venturatto. "Análise de escoamento e otimização paramétrica de um pré-distribuidor de turbina hidráulica." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-20012017-161015/.
Full textAbstract:
O fenômeno de vibração induzida por vórtices em travessas de pré-distribuidores de turbinas hidráulicas tem sido estudado nos últimos anos e várias soluções têm sido adotadas para minimizar interferências na estrutura que podem causar fratura por fadiga. O princípio básico das modificações é alterar o perfil da travessa de modo que as frequências de emissão de vórtices não coincidam com as frequências naturais da estrutura. Este trabalho tem como objetivo avaliar através de uma série de simulações computacionais um perfil mais adequado para um pré-distribuidor de turbina Francis. Essas simulações envolvem o cálculo do escoamento ao redor da travessa e da vibração induzida por vórtices nele presentes, bem como uma técnica que combina as análises dinâmicas com uma otimização paramétrica. Para isso, foi utilizado um código comercial de CFD, ANSYS Fluent e o cálculo da resposta estrutural e seu acoplamento com as equações do escoamento foi feito através de uma UDF (User Defined Function). Para validar a metodologia, a resposta estrutural de um corpo prismático sobre base elástica foi calculada e comparada a dados previamente publicados na literatura. Por fim, um código desenvolvido controla a análise fluido-estrutural e passa as variáveis para o otimizador Mode Frontier, que trabalha para encontrar a estrutura mais eficiente variando-se os parâmetros pré-determinados da geometria da peça. A metodologia desenvolvida tem a vantagem de ajudar no projeto de tais componentes sem depender excessivamente de métodos experimentais ou regras empíricas. Dessa forma, torna possível modificar perfis existentes ou desenvolver perfis novos baseado nos melhores critérios de manufatura.Vortex induced vibration phenomena in hydraulic turbines stay vanes have been studied in the last years and several solutions have been adopted in order to minimize interferences that can cause fatigue in the structure. The basic principle of all modifications is to change the stay vane profile so the natural vortex shedding frequency is different from the natural frequencies of the structure. This work presents a detailed computational simulation of a Francis turbine stay vane whose main objective is to find out a more suitable profile these components should assume. These simulations involve the calculation of the flow around the vanes and the associated vortex induced vibration in the structure in addition to a technique that combines the dynamic analysis with a parametric optimization In order to do that, a commercial CFD code, ANSYS Fluent, was adopted and the calculation of the structural response and its coupling with the flow equations was done with User Defined Functions. Validation of the methodology was made by comparing the structural response of an elastically-mounted prismatic body immersed in uniform flow with previously published data. Finally, a developed code controls the FSI analysis and provides information about the vibrations to the Mode Frontier optimizer, responsible to address the problem and determine the set of parameters that lead to the most efficient structure. The methodology developed has the advantage of helping the design of such components without depending excessively on experimental methods or empirical rules. Also, it allows either modifying existing profiles or choosing the best shape for new ones based on the best manufacturing criteria.
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Canonico, R. "Projeto do sistema de controle de uma turbina hidráulica por meio de otimização numérica/." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI, 2014. http://sofia.fei.edu.br:8080/pergamumweb/vinculos/00000d/00000d18.pdf.
Full text
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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.
Full textAbstract:
Ingeniero Civil MecánicoEl 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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Sousa, Pedro Henrique Dias de Véras. "Estudo numérico da extensão na saída do tubo de sucção de uma turbina hidráulica do tipo bulbo." reponame:Repositório Institucional da UnB, 2018. http://repositorio.unb.br/handle/10482/32599.
Full textAbstract:
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018.Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-03T21:12:42Z No. of bitstreams: 1 2018_PedroHenriqueDiasdeVérasSousa.pdf: 62381558 bytes, checksum: f9982aa5b8a627c1c3c7ca6ccc2f9325 (MD5)
Approved for entry into archive by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-11T17:01:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_PedroHenriqueDiasdeVérasSousa.pdf: 62381558 bytes, checksum: f9982aa5b8a627c1c3c7ca6ccc2f9325 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-09-11T17:01:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_PedroHenriqueDiasdeVérasSousa.pdf: 62381558 bytes, checksum: f9982aa5b8a627c1c3c7ca6ccc2f9325 (MD5) Previous issue date: 2018-09-03
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
O objetivo deste trabalho foi investigar numericamente o efeito de diversos parâmetros de modelagem da extensão posicionada na saída do tubo de sucção de uma turbina bulbo nas características do escoamento nessa região e no desempenho da máquina. As simulações do tipo RANS foram realizadas no software comercial ANSYS CFX e a turbulência foi modelada utilizando o modelo k − ω SST. Inicialmente, foram avaliadas três condições de entrada para o tubo de sucção, empregando um domínio reduzido da turbina para isso. Os resultados foram validados com base em dados experimentais e serviram para as simulações principais deste trabalho. Ao todo, foram estudadas quatro geometrias de extensão para o tubo de sucção da turbina bulbo e, além das condições de operação da máquina, também foram analisadas a influência das condições de contorno na extensão e a interação entre os escoamentos de turbinas adjacentes. Os perfis de velocidade dentro do tubo de sucção foram validados com base em dados experimentais, e os resultados de perda de carga, eficiência e campo de velocidade foram comparados para determinar o impacto das diferentes extensões. De forma geral, a geometria na saída do tubo de sucção influenciou a expansão do escoamento e, consequentemente, a distribuição de velocidades e pressão nessa região. Outro fator importante foi a rotação do escoamento, que introduziu assimetrias no campo de velocidade e aumentou a interação das turbinas. Contudo, os resultados mostraram pouca influência dos parâmetros estudados no desempenho previsto da máquina.
In this work, the goal was to numerically investigate the effect of many different modeling parameters of the extension placed at the exit of the draft tube of a bulb turbine in the flow characteristics in this region and the performance of the machine. RANS simulations were carried in the commercial code ANSYS CFX and the turbulence modeled using the k − ω SST model. Initially, three inlet conditions for the draft tube were evaluated in a reduced domain of the turbine. The results were validated with the available experimental data and served as an input for the main simulations in this work. Four extension geometries were studied in total and, besides the inlet conditions, the influence of the boundary conditions in the extension and the interaction between adjacent turbines has also been analyzed. The velocity profiles inside the draft tube were validated using experimental data and the results for the head losses, efficiency and velocity field were compared to determine the impact of using different extensions. Overall, the geometry of the extension influenced the expansion of the flow and, therefore, the velocity and pressure distribution in this region. Another important factor was the flow rotation, which introduced asymmetries in the velocity field and increased the interaction among the turbines. However, the results showed a small influence of the studied parameters in the machine’s predicted performance.
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Camayo, Huamanculi Kevin Jhonatan. "Turbina Hidráulica con tecnología biométrica para zonas con afluente hídrico de bajo caudal para generar energía eléctrica renovable." Bachelor's thesis, Universidad Continental, 2019. http://repositorio.continental.edu.pe/handle/continental/5833.
Full textAbstract:
El trabajo tuvo por objetivo diseñar, simular y evaluar una propuesta de
turbina hidráulica, combinando los factores que influyen en la generación del modelo
virtual en situaciones en donde el caudal es como mínimo 4 m 3 /s, así como, analizar la
respuesta del sistema cuando es sometido a un análisis computacional de fluidos el
cual permite evaluar la cantidad de energía eléctrica que llegaría a producir este
diseño. Se presenta en la introducción las características físicas de las zonas en donde
este modelo llegaría a instalarse valorando estos lugares en base a indicadores de
pobreza y el desabastecimiento de energía eléctrica, además se explica fundamentos
teóricos con respecto a la capacidad de consumo de energía en la actualidad y la
tecnología biomimética. La metodología para el diseño está basada en el método
biomimético, en el que se trata de emular un elemento natural, para la evaluación de la
turbina se empleó el diseño experimental.
Conference papers on the topic "Turbina hidráulica"
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D. C. Karnikowski, Douglas, Luis F. B. Carbonera, Felix A. Farret, Daniel P. Bernardon, and Mauro F. Rodrigues*. "Avaliação do Comportamento Dinâmico de Usinas Hidrelétricas Durante um Black Start." In Congresso Brasileiro de Automática - 2020. sbabra, 2020. http://dx.doi.org/10.48011/asba.v2i1.1159.
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O restabelecimento das redes elétricas após um apagão é realizado a partir da operação isolada das centrais de geração de energia. Para conservar os níveis de tensão e frequência em valores adequados da operação isolada das usinas hidrelétricas, o comportamento da rede elétrica depende da resposta dos controladores, da dinâmica da turbina hidráulica e do gerador. Devido à baixa inércia de um gerador isolado e da dinâmica lenta da turbina hidráulica, a rede isolada fica mais susceptível a violações dos níveis de qualidade da energia elétrica em relação a rede principal. Diante destas constatações, este artigo analisa o comportamento de centrais hidrelétricas em operação isolada considerando a conexão das cargas durante o restabelecimento para diferentes características dinâmicas do gerador síncrono e da turbina hidráulica.
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Cezar Oliveira de Souza Lescano, Julio, Luigi Galotto Junior, Naji Rajai Nasri Ama, Fabiano Pagliosa Branco, and Mauro Conti Pereira. "Modelagem e Simulação de uma Turbina Hidráulica Pelton utilizando Regressão Linear." In XIX CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECâNICA E INDUSTRIAL. Galoa, 2019. http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2019-108681.
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3
D. C. Karnikowski, Douglas, Luis F. B. Carbonera, Alexandre K. D. Costa, Felix A. Farret, and Daniel P. Bernardon. "Metodologia para Análise do Desempenho Dinâmico de Pequenas Centrais Hidrelétricas em Operação Isolada." In Congresso Brasileiro de Automática - 2020. sbabra, 2020. http://dx.doi.org/10.48011/asba.v2i1.1070.
Full textAbstract:
O ilhamento de uma fonte de energia ocorre quando uma parte da rede elétrica é suprida exclusivamente por uma unidade ou grupo de geradores isolados da rede elétrica principal. Para manter os níveis de tensão e frequência em valores adequados na operação isolada de uma Pequena Central Hidrelétrica (PCH), o comportamento da rede elétrica dependerá da resposta dos controladores, da dinâmica da turbina hidráulica e do gerador. Entretanto, com a pequena inércia do gerador isolado e a dinâmica lenta da turbina hidráulica, a rede isolada fica mais susceptível a violações dos níveis de qualidade local da energia elétrica em relação a rede principal. Desta forma, este artigo propõe uma metodologia para análise do desempenho dinâmico de uma PCH operando no modo isolado através da avaliação do comportamento de uma PCH em operação isolada durante a desconexão da rede elétrica principal e no restabelecimento do fornecimento de energia elétrica.
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Monteiro da Silva, Cláudia Sabrina, Helen Cristina Gomes dos Reis, Nei Junior Da Silva Farias, Florindo Antonio de Carvalho Ayres Júnior, Renan Landau Paiva de Medeiros, and Rafael Mendonça. "Investigação de Controle de Ordem Fracionária Aplicada ao Problema de Regulação de Velocidade de Turbina Hidráulica de 2kVA." In ANAIS DO 14º SIMPóSIO BRASILEIRO DE AUTOMAçãO INTELIGENTE. Galoa, 2019. http://dx.doi.org/10.17648/sbai-2019-111425.
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5
Viviane Queiroz, Luís Morão Ferro, and José Pinheiro da Silva Filho. "Projeto das Pás de um Rotor de uma Turbina Hidráulica Axial com uma Distribuição Radial Constante do Momento Angular." In IX Congresso Nacional de Engenharia Mecânica. Rio de Janeiro, Brazil: ABCM Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas, 2016. http://dx.doi.org/10.20906/cps/con-2016-0135.
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López Jiménez, Petra Amparo, and Modesto Pérez-Sánchez. "Los seminarios apoyados con formación online como estrategia de aprendizaje autónomo en últimos cursos de Máster: caso práctico en el MUIHMA-UPV." In IN-RED 2019: V Congreso de Innovación Educativa y Docencia en Red. València: Editorial Universitat Politècnica de València, 2019. http://dx.doi.org/10.4995/inred2019.2019.10423.
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El desarrollo de seminarios dentro del Máster Universitario en Ingenieria Hidráulica y Medio Ambiente (MUIHMA contribuyen a una formación complementaria transversal a la especialidad que desarrolla el alumno. El carácter intensivo en cuanto a tiempo de formación hace que el profesor deba considerar metodologías activas de formación por parte de alumnado para poder alcanzar los resultados de aprendizaje propuestos. Este es el caso del seminario presentado en esta comunicación. La heterogeneidad de la base de formación de los alumnos asistentes así como la singularidad del mismo hace necesario el empleo de material desarrollado en Docencia en Red por parte de los autores para que los alumnos puedan comprender los conceptos básicos de funcionamiento de bombas trabajando como turbina, para después en la fase presencial llevar a cabo con éxito las actividades propuestas.
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Alberto Rodrigues dos Santos, Carlos, Edno Martins Lima, Anderson Santos, Edileno Miranda Cordovil, and Jessé Padilha. "PROJETO TÉRMICO E MECÂNICO DE UM TROCADOR DE CALOR DO TIPO CASCO E TUBO PARA O MANCAL GUIA DO GERADOR DE UMA TURBINA HIDRÁULICA." In X Congresso Nacional de Engenharia Mecânica. ABCM, 2018. http://dx.doi.org/10.26678/abcm.conem2018.con18-0773.
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ALTAMIR CRHISTIAN DOS SANTOS BARROS and LAZARO JOÃO SANTANA DA SILVA SILVA. "PROJETO DE UMA BANCADA DIDÁTICA PARA ENSAIOS DE PICO TURBINAS HIDRÁULICAS." In IX Congresso Nacional de Engenharia Mecânica. Rio de Janeiro, Brazil: ABCM Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas, 2016. http://dx.doi.org/10.20906/cps/con-2016-1323.
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Manarelli Gaspar, João Paulo, and Leonardo Nepomuceno. "Modelo de Leilão Multi-período de Sistemas Hidrotérmicos para Mercados do Dia Seguinte." In Congresso Brasileiro de Automática - 2020. sbabra, 2020. http://dx.doi.org/10.48011/asba.v2i1.1406.
Full textAbstract:
Este artigo propõe um modelo de leilão para mercados do dia seguinte de sistemas hidrotérmicos que utiliza a linearização da função de produção hidráulica por meio de envelopes de McCormick. Além disso, o artigo também propõe a linearização das cotas de montante, a partir de linearização local em torno do ponto de operação, a linearização das cotas de jusantes por meio de aproximantes lineares, e linearizações das funções de potência e vazão turbinada máximas. O modelo proposto busca a otimização da função de bem estar social, que corresponde aos excedentes de produção e de consumo e representa as principais restrições físicas de unidades geradoras termelétricas e hidrelétricas. Os resultados mostram que os despachos de geração e consumo, bem como as políticas de operação hidráulica são consistentes.
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Miranda Cordovil, Edileno, Alexandre Mesquita, PAULO CEZAR COSTA DA SILVA, Jessé Padilha, and Pedro Igor Moreira. "AUMENTO DA CONFIABILIDADE NO SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO NAS SALAS DE CONTROLE DE TURBINAS HIDRÁULICAS." In X Congresso Nacional de Engenharia Mecânica. ABCM, 2018. http://dx.doi.org/10.26678/abcm.conem2018.con18-0506.
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