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Título : Metodología de diseño para una turbina Francis mediante diseño paramétrico, optimización multiobjetivo y simulación en CFD
Autor : Bone Fonte, Edwin Giovanny
Palabras clave : TURBINAS
ALGORITMOS
APLICACIONES DE COMPUTADOR
Fecha de publicación : 21-ago-2017
Editorial : Quito, 2017.
Citación : Bone Fonte, E. G. (2017). Metodología de diseño para una turbina Francis mediante diseño paramétrico, optimización multiobjetivo y simulación en CFD. 73 hojas. Quito : EPN.
Resumen : The aim of this work is to develop a method that allows to obtain a preliminary parametric design of a Francis turbine runner, based on the data obtained from a hydroelectric project on flow and net head. By conducting an individual sensibility analysis on the parameters related to the erosion on the blades which allowed a better understanding on its relationship with the improvement of the efficiency and the lessening of the sediment erosion on the blades. The absolute meridional velocity of fluid, the relative velocity of the runner, blade efficiency and erosion factor were selected as objective functions for the multi-objective optimization process by means of genetic algorithms on related geometry and performing aspects. The decision variables used were the following: output diameter, flow acceleration and the degree of reaction. The work’s outcomes were the following: input and output velocities of the runner and its main dimensions. These outcomes allowed to establish an optimal way for the angle’s distribution of the blades by varying the percentage of its curvature deflection, which allows to reduce the erosion tendency. The last step of the process was the validation of the outcomes in CFD.
Descripción : El presente documento tiene por objetivo desarrollar una metodología que permita obtener un diseño paramétrico preliminar del rodete de una turbina Francis a partir de datos propios de un proyecto hidroeléctrico, caudal y caída neta. Al realizar un análisis de sensibilidad individual de los parámetros relacionados con la erosión en los álabes, se consiguió una mayor comprensión acerca de su relación con el mejoramiento de la eficiencia y la disminución de la erosión en los álabes. Se seleccionó a la velocidad meridional absoluta del fluido, velocidad relativa del rotor, eficiencia del álabe y el factor de erosión como funciones objetivo en el proceso de optimización multiobjetivo por algoritmos genéticos en base a aspectos relacionados de geometría y desempeño. Las variables de decisión utilizados son el diámetro de salida, la aceleración de flujo y el grado de reacción. Se obtuvo como resultados las velocidades de entrada y salida del rodete y las dimensiones principales. Con estos datos se determinó la forma óptima de la distribución del ángulo del álabe variando su porcentaje de desviación de curvatura. Se obtuvo la función de la distribución del ángulo del álabe que disminuye la tendencia de erosión. Este proceso concluye con la validación de resultados en CFD.
URI : http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/18065
Aparece en las colecciones: Tesis Maestría en Eficiencia Energética (FIM)

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