Resumen

En este estudio, se optimizó una unidad de bomba-turbina de tipo contrarrotatorio para mejorar simultáneamente las eficiencias de los modos de bomba y turbina. El análisis numérico se llevó a cabo resolviendo ecuaciones de Navier-Stokes tridimensionales promediadas por Reynolds utilizando el modelo de turbulencia de esfuerzo cortante. Los ángulos del cubo y de la punta de los álabes del impulsor trasero (en el modo bomba) se seleccionaron como variables de diseño mediante la realización de una prueba de sensibilidad. Se llevó a cabo un proceso de optimización basado en el análisis de flujo estacionario utilizando un modelo sustitutivo de red neuronal de base radial con muestreo de hipercubos latinos. Las eficiencias de la bomba y de la turbina de la unidad se seleccionaron como funciones objetivo y se combinaron en una única función objetivo específica con los factores de ponderación. En consecuencia, las eficiencias de la bomba y del modo turbina del diseño óptimo aumentaron simultáneamente en todo el rango de caudal, excepto para el caudal bajo del modo turbina, en comparación con el diseño de referencia.

• Materias:Máquinas eléctricas Propiedades mecánicas Mecánica de fluidos Turbina eólica Turbomáquina
• Subjects:Electric machines Mechanical properties Fluid mechanics Wind turbine Turbomachine
• Palabras claves:eficiencias de los modos de turbina, bomba, modelo de turbulencia de esfuerzo cortante, función objetivo específica única, muestreo de hipercubos latinos, bajo caudal, análisis de flujo constante, ángulos de punta de álabe, análisis numérico, ecuaciones de stokes
• Keywords:turbine mode efficiencies, pump, shear stress turbulence model, single specific objective function, latin hypercube sampling, low flow rate, steady flow analysis, tip blade angles, numerical analysis, stokes equations