Simulación fluidodinámica del rotor de una turbina hidrocinética de vórtice gravitacional  para la generación de energía eléctrica en la vereda caño rasquiña.

Meneses Suárez Sebastián Andrés; Quintero Olarte Harlley

Simulación fluidodinámica del rotor de una turbina hidrocinética de vórtice gravitacional para la generación de energía eléctrica en la vereda caño rasquiña.

dc.contributor.advisor	Florez Mera Juan Pablo
dc.contributor.author	Meneses Suárez Sebastián Andrés
dc.contributor.author	Quintero Olarte Harlley
dc.contributor.evaluator	Amaris Castilla Carlos Fidel
dc.contributor.evaluator	Martinez Manuel del Jesus
dc.date.accessioned	2025-08-15T14:03:26Z
dc.date.available	2025-08-15T14:03:26Z
dc.date.created	2025-08-12
dc.date.issued	2025-08-12
dc.description.abstract	En el presente proyecto se estableció como objetivo principal la simulación numérica del rotor de una turbina de vórtice gravitacional para la generación de energía eléctrica en la vereda Caño Rasquiña. Se inició con una revisión bibliográfica sobre estudios relacionados con el diseño, simulación y pruebas experimentales de este tipo de turbinas. A partir de dicha revisión, se seleccionó un trabajo de referencia cuyas geometrías sirvieron como base para el diseño inicial, modelado en SolidWorks y posteriormente simulado en ANSYS Fluent. Esto con el fin de analizar el comportamiento hidrodinámico del rotor, específicamente en términos de torque y velocidad angular. Los resultados numéricos se compararon con los datos experimentales del estudio base, procurando que el error no superara el 20%, con el fin de validar la precisión del modelo. Una vez validada la simulación, se realizó un análisis paramétrico para evaluar la influencia de dos parámetros: el número de álabes y el ángulo de torsión, con el propósito de determinar cuál impacta más significativamente el rendimiento del rotor en aplicaciones de pico-generación. Con los datos obtenidos, se utilizó el software Minitab para identificar el parámetro con mayor incidencia sobre la eficiencia. Aunque ambos mostraron influencia moderada, el número de álabes fue el factor más determinante. Finalmente, se llevó a cabo un análisis gráfico para evidenciar el intercambio de energía entre el fluido y el rotor, mediante la construcción del triángulo de velocidades de la ecuación de Euler, verificando los ángulos de entrada y salida del fluido respecto a los álabes. También se evaluó la ubicación del rotor dentro de la cámara de descarga, concluyendo que una posición más cercana a la salida mejora el rendimiento, ya que el fluido conserva mayor energía en esa zona.
dc.description.abstractenglish	The main objective of this project was the numerical simulation of the rotor of a gravitational vortex turbine for power generation in the Caño Rasquiña area. The project began with a literature review of studies related to the design, simulation, and experimental testing of this type of turbine. Based on this review, a reference study was selected, the geometries of which served as the basis for the initial design. Modeled in SolidWorks and subsequently simulated in ANSYS Fluent, the study was used to analyze the rotor's hydrodynamic behavior, specifically in terms of torque and angular velocity. The numerical results were compared with the experimental data from the baseline study, ensuring that the error did not exceed 20%, to validate the model's accuracy. Once the simulation was validated, a parametric analysis was performed to evaluate the influence of two parameters: the number of blades and the twist angle, to determine which had the most significant impact on rotor performance in peak generation applications. Using the data obtained, Minitab software was used to identify the parameter with the greatest impact on efficiency. Although both showed a moderate influence, the number of blades was the most determining factor. Finally, a graphical analysis was performed to demonstrate the energy exchange between the fluid and the rotor by constructing the velocity triangle of the Euler equation, verifying the fluid inlet and outlet angles with respect to the blades. The location of the rotor within the discharge chamber was also evaluated, concluding that a position closer to the outlet improves performance, as the fluid retains more energy in that area.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Mecánico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45891
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program	Ingeniería Mecánica
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Mecánica
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Simulación
dc.subject	Intercambio de energía
dc.subject	Ecuación de euler
dc.subject	Rotor torsionado y curveado
dc.subject	Ansys fluent
dc.subject	Vórtice
dc.subject	Picogeneración
dc.subject.keyword	Simulation
dc.subject.keyword	Energy exchange
dc.subject.keyword	Euler equation
dc.subject.keyword	twisted and curved rotor
dc.subject.keyword	Ansys Fluent
dc.subject.keyword	Vortex
dc.subject.keyword	Picogeneration
dc.title	Simulación fluidodinámica del rotor de una turbina hidrocinética de vórtice gravitacional para la generación de energía eléctrica en la vereda caño rasquiña.
dc.title.english	Computational fluid dynamics simulation of the rotor of a gravitational vortex hydrokinetic turbine for electricity generation in the Caño Rasquiña pathway.
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado