Resumen

El reciente desarrollo de la CFD ha permitido modelizar el flujo en turbinas hidráulicas de impulsión que incluyen fenómenos complejos como el flujo de superficie libre, la interacción multifluido y el flujo inestable dependiente del tiempo. Algunos códigos CFD comerciales y de código abierto, que aplican métodos eulerianos, se han validado con resultados experimentales que muestran una precisión satisfactoria. Sin embargo, la mejora de la precisión sigue siendo un reto, mientras que el coste computacional es muy alto e inasequible para la optimización del diseño multiparamétrico del rodete de la turbina. En el presente trabajo se aplica en primer lugar un enfoque CFD euleriano para simular el flujo en el rodete de un modelo de turbina Pelton instalado en el laboratorio. A continuación, se utiliza para el mismo caso un método particulado, la Simulación Lagrangiana Rápida (FLS), que es mucho más rápido y, por tanto, potencialmente adecuado para la optimización numérica del diseño, siempre que pueda alcanzar una precisión adecuada. En el artículo se presentan y discuten los resultados de ambos métodos para diversas condiciones de funcionamiento de la turbina, así como para diseños modificados de rodete y cubo. En todos los casos examinados, el método FLS muestra una precisión muy buena en la predicción de la eficiencia hidráulica del rodete, aunque la evolución del flujo calculada y la curva de par muestran algunas diferencias sistemáticas con los resultados eulerianos.

• Materias:Máquinas eléctricas Turbinas Máquinas Energía cinética Turbomáquina
• Subjects:Electric machines Turbines Machines Kinetic energy Turbomachine
• Palabras claves:corredor, diversas condiciones de funcionamiento de la turbina, simulación lagrangiana rápida, modelo de turbina pelton, flujo de superficie libre, turbinas hidráulicas de impulso, optimización del diseño multiparamétrico, optimización del diseño numérico, códigos fuente cfd, cfd
• Keywords:runner, various turbine operation conditions, fast lagrangian simulation, pelton turbine model, free surface flow, impulse hydro turbines, multiparametric design optimization, numerical design optimization, source cfd codes, cfd