Diseño, análisis experimental y numérico de una turbina hidro cinética, para la generación de energía eléctrica a baja escala

dc.contributor.advisorQuintero, Yina
dc.contributor.advisorAguirre, Carlos
dc.contributor.authorJiménez Rodríguez, Brayan Alexander
dc.contributor.authorPérez Gonzales, Sebastián Guillermo
dc.contributor.corporatenameUniversidad Santo Tomasspa
dc.date.accessioned2022-04-26T16:39:27Z
dc.date.available2022-04-26T16:39:27Z
dc.date.issued2022-04-22
dc.descriptionEl enfoque de estudio es el análisis de una turbina hidro cinética, con la capacidad de aprovechar corrientes de aire o agua para generar energía eléctrica, para ello se realizará un estudio numérico y una experimentación para definir el rendimiento de dicha turbina. El diseño de la turbina hidro cinética que se muestra en este documento se obtiene intentando replicar un diseño ya existente. A través de un tubo de viento y el software de simulación Ansys, Inc., respectivamente, es posible evaluar el comportamiento de una turbina, simulando las condiciones reales a las cuales se verá sometida, de acuerdo con los resultados obtenidos serán validados con el estudio numérico. Las variables geométricas de la turbina de este trabajo, así como el desempeño y la capacidad de aprovechamiento del recurso serán estudiados minuciosamente. Esta es una solución alternativa para la generación de electricidad, con una capacidad de manufactura accesible y económicamente aceptable en términos de fabricación y montaje. Se evalúa un diseño que permita el aprovechamiento de los recursos hídricos y eólicos, un tiempo de operación prolongado especialmente en el entorno en el que se utilizan y además se piensa en el aspecto de mantenimiento, preferiblemente bajo o nulo. El uso de estos equipos hidro cinéticos brinda una fuente energética a diferentes tipos de poblaciones, tanto para las que no tengan acceso a electricidad por su ubicación geográfica y para aplicaciones más específicas, por ejemplo, como para el suministro eléctrico de equipos electrónicos en lugares remotos.spa
dc.description.abstractThe study approach is the analysis of a hydro kinetic turbine, with the ability to take advantage of air or water currents to generate electrical energy, for which a numerical study and experimentation will be carried out to define the performance of said turbine. The hydrokinetic turbine design shown in this document is obtained by trying to replicate an existing design. Through a wind tube and the simulation software Ansys, Inc., respectively, it is possible to evaluate the behavior of a turbine, simulating the real conditions to which it will be subjected, according to the results obtained, they will be validated with the study numeric. The geometric variables of the turbine of this work, as well as the performance and the capacity to use the resource will be studied in detail. This is an alternative solution for electricity generation, with an accessible and economically acceptable manufacturing capacity in terms of manufacturing and assembly. A design that allows the use of water and wind resources, a prolonged operating time, especially in the environment in which they are used, and also the maintenance aspect, preferably low or zero, is evaluated. The use of these hydrokinetic equipment provides an energy source to different types of populations, both for those who do not have access to electricity due to their geographical location and for more specific applications, for example, such as for the electrical supply of electronic equipment in remote places. .spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameIngeniero Mecánicospa
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.citationJimenez, B. A. & Perez, S. G. (2022).Diseño, análisis experimental y numérico de una turbina hidro cinética, para la generación de energía eléctrica a baja escala . TUNJA: CRAI USTA.spa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Santo Tomásspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomásspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.usta.edu.cospa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11634/44198
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Santo Tomásspa
dc.publisher.branchCRAI-USTA Tunjaspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeniería Mecánicaspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Mecánicaspa
dc.relation.referencesAGUIRRE, Carlos. Módulo para la generación de geometrías de rotores para máquinas hidráulicas axiales por medio del programa inventor [en línea]. Universidad Santo Tomás, Facultad de ingeniería mecánica. 2021.spa
dc.relation.referencesANSYS, INC. 5.7. The Y+ Functionality [sitio web]. Estados Unidos; [Consultado: 22 de noviembre de 2021]. Disponible en https://ansyshelp.ansys.com/account/secured?returnurl=/Views/Secured/corp/v212 /en/tg_tutr/TG_Axfan_ATM.html%23tg_y_func_tut11spa
dc.relation.referencesANSYS, INC. 10.8.2. Mesh Limits [sitio web]. Estados Unidos; [Consultado: 22 de noviembre de 2021]. Disponible en https://ansyshelp.ansys.com/account/secured?returnurl=/Views/Secured/corp/v212 /en/tg_user/i1034630.htmlspa
dc.relation.referencesANSYS, INC. Chapter 9: BladeGen [sitio web]. Estados Unidos; [Consultado: 15 de noviembre de 2021]. Disponible en https://ansyshelp.ansys.com/account/secured?returnurl=/Views/Secured/corp/v212 /en/wb_bm/bm_bladegen.htmlspa
dc.relation.referencesANSYS, INC. Chapter 10: Ansys TurboGrid Workflow [sitio web]. Estados Unidos; [Consultado: 22 de noviembre de 2021]. Disponible en https://ansyshelp.ansys.com/account/secured?returnurl=/Views/Secured/corp/v212 /en/tg_user/tgANSYMeshMesh.htmlspa
dc.relation.referencesANSYS, INC. Chapter 11: TurboGrid [sitio web]. Estados Unidos; [Consultado: 15 de noviembre de 2021]. Disponible en https://ansyshelp.ansys.com/account/secured?returnurl=/Views/Secured/corp/v212 /en/wb_bm/bm_turbogrid.htmlspa
dc.relation.referencesANSYS, INC. Chapter 12: CFX [sitio web]. Estados Unidos; [Consultado: 15 de noviembre de 2021]. Disponible en https://ansyshelp.ansys.com/account/secured?returnurl=/Views/Secured/corp/v212 /en/wb_bm/i4574564654078565014526.htmlspa
dc.relation.referencesANSYS, INC. Guía del usuario de Workbench [sitio web]. Estados unidos; [Consultado: 15 de noviembre de 2021]. Disponible en https://ansyshelp.ansys.com/account/secured?returnurl=/Views/Secured/corp/v212 /en/wb2_help/wb2_help.htmlspa
dc.relation.referencesANSYS, INC. Historia de la empresa [sitio web]. Estados Unidos; [Consultado: 15 de noviembre de 2021]. Disponible en https://www.ansys.com/companyinformation/the-ansys-storyspa
dc.relation.referencesANTHONY, Armand & ROY, Sukanta. Performance analysis of a modified Savonius hydrokinetic turbine blade for rural application [en linea]. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020. Vol. 943. No. 1. Disponible en https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/943/1/012034/metaspa
dc.relation.referencesBETANCUR, Juan., MARIN, Juan., & ARRIETA, Edwin. Design and hydrodynamic analysis of horizontal-axis hydrokinetic turbines with three different hydrofoils by CFD [en linea]. Journal of Applied Engineering Science, 2020. vol. 18, no 4, p. 529- 536. Disponible en https://aseestant.ceon.rs/index.php/jaes/article/view/25273spa
dc.relation.referencesBUKALAKAP. Waterlily Usb Portable Power Turbine Charger Water Wind Outdoor Camper [sitio web]. Disponible en https://www.bukalapak.com/p/komputer/desktop/269dhga-jual-waterlily-usbportable-power-turbine-charger-water-wind-outdoor-camperspa
dc.relation.referencesCOMPEL SRL. Tacómetro Minipa MDT-2238A. [sitio web]. Uruguay. Disponible en https://www.compelsrl.com/minipa-varios/1882-tacometro-minipa-mdt-2238.htmlspa
dc.relation.referencesDAGATRON. Medidor ambiental multifunción LM8000A. [tienda web]. Barcelona. Disponible en https://www.dagatron.es/medidores-ambientales/99-medidorambiental-multifuncion-lm8000a.html?search_query=anemometro&results=5spa
dc.relation.referencesDMS. [en linea]. Guts of CFD. Wyoming. Disponible en: https://dmsonline.us/gutsof-cfd-transport-equation/spa
dc.relation.referencesESPINOSA SARMIENTO, Angie Lizeth. Desenvolvimento de uma metodologia para o projeto aerodinâmico de rotores axiais reversíveis de ventiladores de jato de túneis rodoviários [en liena]. Tesis Doctoral. M. Sc. thesis, Universidade Federal de Itajubá, 2013. Disponible en: https://repositorio.unifei.edu.br/xmlui/handle/123456789/934?locale-attribute=esspa
dc.relation.referencesFERRETRONICA. [tienda virtual]. Tunja. 2021. Disponible en https://ferretronica.com/products/motor-dc-35-gr-cm-9800-rpm-9v-dinamo-2vspa
dc.relation.referencesGETDATGADGET. Waterlily turbine generates electricity using water and wind power. [sitio web]. Getdatgadget, 2019. Imagen. Disponible en https://www.getdatgadget.com/waterlily-turbine-generates-electricity-using-waterand-wind-power/spa
dc.relation.referencesGHARIB, Ahmed, et al. Wind–water experimental analysis of small sc-darrieus turbine: an approach for energy production in urban systems [en linea]. Sustainability, 2021. 13(9), 5256. Disponible en https://www.mdpi.com/2071- 1050/13/9/5256spa
dc.relation.referencesGRESHO, Philip M. y SANI, Robert L. On pressure boundary conditions for the incompressible Navier‐Stokes equations [en liena]. International Journal for Numerical Methods in Fluids, 1987. Disponible en: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/fld.1650071008spa
dc.relation.referencesMEHTA, Dhruv., THOTA RADHAKRISHNAN, Adithya K., LIER, Jules V., & CLEMENS, Francois. A Wall Boundary Condition for the Simulation of a Turbulent Non-Newtonian Domestic Slurry in Pipes [en línea]. Water, 2018. vol. 10, no 2, p. 124. Disponible en https://www.mdpi.com/2073-4441/10/2/124spa
dc.relation.referencesMORAGUES, Jaime., & RAPALLINI, Alfredo. Energía eólica [en línea]. Instituto Argentino de la Energía “General Mosconi, 2003. vol. 22. Disponible en http://sistemamid.com/panel/uploads/biblioteca/1/534/541/2962.pdfspa
dc.relation.referencesMOTT, Robert L. Mecánica de fluidos. 6 ed. México: Pearson Education. 2006, 626p.spa
dc.relation.referencesNIKOLIC, Vlastimir; SAJJADI, Shahim y PETCOVIC, Dalibor. Design and state of art of innovative wind turbine systems [en liena]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2020. 61, 258-265. Disponible en https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1364032116300041spa
dc.relation.referencesR. Torres y J. Graw. Transferencia de calor con Comsol multiphysics. colección multifásica. Addlink. 120 p. ISBN 9788461173181.spa
dc.relation.referencesSAINI, Gaurav y SAINI, Rajeshwer Prasad. A review on technology, configurations, and performance of cross‐flow hydrokinetic turbines [en línea]. International Journal of Energy Research, 2019. vol. 43, no 13, p. 6639-6679. Disponible en https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/er.4625spa
dc.relation.referencesYANGYOZOV, Anastas Todorov; DIMITROVA, Damjanka Stojanova y PANAYOTOV, Lazar Georgiev. Modeling and performance calculation of a horizontal axis wind and hydrokinetic turbine: Numerical study [en liena]. Annual journal of technical university of varna, Bulgaria, 2018. vol. 2, no 2, p. 70-79. Disponible en https://aj-tuv.org/index.php/ajtuv/article/view/95spa
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
dc.subject.keywordTurbinespa
dc.subject.keywordFluid dynamicsspa
dc.subject.keywordDesignspa
dc.subject.keywordAlternative energiesspa
dc.subject.keywordSimulationspa
dc.subject.keywordMeshingspa
dc.subject.keywordBladesspa
dc.subject.keywordDiscretizationspa
dc.subject.lembMecánica computacionalspa
dc.subject.lembEnergía alternativasspa
dc.subject.lembMaquinas hidráulicasspa
dc.subject.proposalTurbinaspa
dc.subject.proposalDinámica de fluidosspa
dc.subject.proposalDiseñospa
dc.subject.proposalEnergías alternativasspa
dc.subject.proposalSimulaciónspa
dc.subject.proposalMalladospa
dc.subject.proposalAlabesspa
dc.subject.proposalDiscretizaciónspa
dc.titleDiseño, análisis experimental y numérico de una turbina hidro cinética, para la generación de energía eléctrica a baja escalaspa
dc.typebachelor thesis
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.driveinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTesis de pregradospa
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion

Archivos

Bloque original

Mostrando 1 - 3 de 3
Cargando...
Miniatura
Nombre:
2022brayanjimenez&sebastianperez.pdf
Tamaño:
7.87 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Documento Principal
Cargando...
Miniatura
Nombre:
Carta derechos de autor.pdf
Tamaño:
99.31 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Carta derechos de autor
Cargando...
Miniatura
Nombre:
Carta autorización de facultad .pdf
Tamaño:
599.75 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Carta autorización Facultad

Bloque de licencias

Mostrando 1 - 1 de 1
Cargando...
Miniatura
Nombre:
license.txt
Tamaño:
807 B
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descripción: