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Title: Estudio numérico de un rodete de turbina Pelton mediante elementos finitos para determinar su forma estructural y su comportamiento dinámico.
Authors: Espinosa Escobar, David Samuel
Panamá Panamá, Mauricio Medardo
Director: Hidalgo Diaz, Victor Hugo
Keywords: TURBINA PELTO
CANGILÓN
ELEMENTOS FINITOS
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
RESONANCIA
MECÁNICA DE FLUIDOS
Issue Date: 5-Dec-2023
Publisher: Quito : EPN, 2023.
Citation: Espinosa Escobar, D.S.& Panamá Panamá, M. M. (2023). Estudio numérico de un rodete de turbina Pelton mediante elementos finitos para determinar su forma estructural y su comportamiento dinámico. 77 páginas. Quito : EPN.
Abstract: This document is about the numerical study of a Pelton turbine runner for the "Illuchi N°2" hydroelectric power station using finite elements, in order to determine its structural and dynamic behavior using the finite element method. It is proposed to use a high-resistance polymeric resin as material for the impeller and design the buckets from a cloud of points obtained by a 3D scan. A CFD (computational fluid dynamics) analysis was performed to model and simulate the impact of the water jet on the runner buckets. This analysis provided data on the forces and pressures generated by the water. The results obtained from the CFD analysis were imported to carry out an FSI (fluid-structure interaction) analysis, where it was studied how the impact of water affects the structure of the runner. This analysis made it possible to determine the optimum thickness of the impeller to guarantee its resistance and stability under operating conditions. Finally, a modal analysis was applied out to evaluate the rotor dynamics. This analysis analyzes the natural vibration frequencies of the runner and corroborated that resonance will not occur during its operation.
Description: El presente documento trata sobre el estudio numérico de un rodete de turbina Pelton para la central hidroeléctrica “Illuchi N°2 mediante elementos finitos, para de esta manera poder determinar su comportamiento estructural y dinámico mediante el método de elementos finitos. Se plantea utilizar una resina polimérica de alta resistencia como material para el rodete y realizar el diseño de los cangilones a partir de una nube de puntos obtenida por un escaneo 3D. Se realizó un análisis CFD (dinámica de fluidos computacional) para modelar y simular el impacto del chorro de agua sobre los cangilones del rodete. Este análisis proporcionó datos sobre las fuerzas y presiones generadas por el agua. Los resultados obtenidos del análisis CFD fueron importados para realizar un análisis FSI (interacción fluido-estructura), donde se estudió cómo el impacto de agua afecta la estructura del rodete. Este análisis permitió determinar el espesor óptimo del rodete para que se garantice su resistencia y estabilidad bajo las condiciones de funcionamiento. Finalmente, se realizó un análisis modal para evaluar la rotodinámica del rodete. Este análisis determinó las frecuencias naturales de vibración del rodete y corroboró que no se produzca resonancia durante su funcionamiento.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25256
Type: masterThesis
Appears in Collections:Tesis Maestría en Diseño y Simulación (FIM)

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