Evaluación del rendimiento de una turbina Michell-Banki utilizando dinámica de fluido computacional

Abstract

En muchas regiones del país, se encuentran poblaciones en su mayoría de difícil acceso, privadas de energía eléctrica, ya sea por su ubicación remota, o simplemente por la falta de inversión del estado en una planta hidroeléctrica que les permita suplir esta necesidad, a pesar que en la mayoría de casos, estas poblaciones cuentan con los recursos hídricos necesarios para ello. La turbina Michell-Banki surge como una opción para dar solución a este problema, pues tiene la capacidad de generar una potencia eléctrica útil, con bajos caudales y sin llegar a significar una alta inversión económica. Es por ello, que para este proyecto se planteó estudiar el comportamiento y rendimiento de este tipo de turbina mediante la Dinámica de fluidos computacional utilizando ANSYS Fluent, bajo unas condiciones de caudal de 10 L/s y una altura de 15 metros. Esta simulación se llevó a cabo utilizando el modelo de turbulencia SST k-ω, y se contrasto evaluando algunas de variables arrojadas por la simulación, y comparando los resultados y las tendencias obtenidas con las presentes en otros estudios. Los resultados permitieron identificar que, para velocidad angular de 400 RPM, la turbina alcanza su punto máximo de rendimiento, con una capacidad de generación de potencia eléctrica de la turbina entre los 500 y 600 Watts, con una eficiencia de aproximadamente del 40%. Que se traduce en 218 W y 1914 kWh, lo que permitiría suministrar este recurso a hogares o locaciones pequeñas que no cuenten con este recurso.