Diseño y construcción de una mini-turbina hidráulica tipo MICHELL – BANKI para ser instalada en canales primarios abiertos y generar energía mecánica
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Date
2019
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
With the hydraulic data of the canal, the mechanical and hydraulic design of the
Michell-Banki mini turbine was carried out. It was necessary to use several
bibliographical documents such as published magazines and books, but the most
important one was the "Design Manual, standardization and manufacture of equipment
for small hydroelectric plants "published by OLADE.
The parts of the turbine such as the blade, impeller, flange and shaft are clearly plastic
materials because they will be subject to the action of water and thus extend the useful
life of the components.
For an optimal design an efficient alternative was considered, which is the
manipulation of the turbine, this would have to be portable and as light as possible, for
which it was decided to make a design with the mentioned characteristics.
The turbine was built with a width of 49.7cm to optimize the material, a result table
was obtained when the turbine was submerged at different heights, there it was found
that the turbine has different efficiencies.
When performing the tests, it was determined that there is an error ranging from 14%
to 22% between the calculation of revolutions and torque produced in the software
simulation and data obtained in the channel.
Finally, it was found that the highest efficiency of the turbine is given to the output of
each oval, this is because the water speed is 1.3m / s in a constant manner unlike the
different parts along the channel , since, with a low level of water, the speed of the
fluid also decreases.
Description
Con los datos hidráulicos del canal se procedió a realizar el diseño mecánico e
hidráulico de la mini turbina tipo Michell-Banki, fue necesario la utilización de varios
documentos bibliográficos como revistas publicadas y libros, pero el de mayor
relevancia fue el “Manual de diseño, estandarización y fabricación de equipos para
pequeñas centrales hidroeléctricas” publicados por la OLADE.
Las partes de la turbina como el álabe, rodete, brida y eje son netamente materiales
plásticos debido a que estarán sometidos a la acción del agua y así poder alargar la
vida útil de los componentes.
Para un óptimo diseño se pensó en una alternativa eficiente, la cual es la manipulación
de la turbina, esta tendría que ser portátil y lo más liviana posible, por lo cual se decidió
realizar un diseño con las características mencionadas.
Se construyó la turbina con un ancho de 49.7cm para optimizar el material, se obtuvo
una tabla de resultados cuando la turbina fue sumergida a diferentes alturas, ahí se
constató que la turbina tiene eficiencias diferentes.
Al realizar las pruebas se determinó que existe un error que va desde el 14% al 22%
entre cálculos de revoluciones y torque producido en la simulación en software y datos
obtenidos en el canal.
Por último, se constató que la mayor eficiencia de la turbina se da a la salida de cada
óvalo, esto se debe a que la velocidad del agua es de 1.3m/s de manera constante a
diferencia de las diferentes partes a lo largo del canal, ya que, con un nivel bajo del
agua, la velocidad del fluido también disminuye
Keywords
MICHELL-BANKI, ENERGÍA MECÁNICA, MINI TURBINA HIDRÁULICA, MÁQUINAS HIDRÁULICAS, ESFUERZOS COMBINADOS, ENERGÍA HIDRÁULICA, RECURSOS HIDRO ENERGÉTICOS, TURBINAS HIDRÁULICAS