Resumen

La fabricación de un prototipo de turbina de vapor de accionamiento directo con materiales disponibles localmente proporciona un medio para suministrar energía y calor de proceso a zonas sin conexión a la red, a las que no se puede acceder debido a lo accidentado del terreno. El uso de tecnologías de energía solar para suministrar energía y calor limpios mitigará la contaminación ambiental y el calentamiento global causados por la combustión de combustibles fósiles y otras fuentes de energía basadas en el carbono. La densidad energética de los combustibles fósiles es mayor que la de la energía solar no concentrada, lo que los convierte en una mejor opción en comparación con las fuentes de energía solar no concentrada. El elevado coste de las turbinas térmicas de vapor y las limitadas competencias técnicas en la utilización de materiales locales para la construcción de turbinas de vapor han obstaculizado la realización del potencial de producción de energía a pequeña y gran escala en África. El diseño de la turbina termosolar con sistema de palas de una sola etapa se realizó con AutoCAD 2010. Las palas se fabricaron con tableros de partículas de cáscara de arroz encapsulados, y la carcasa de vapor se fabricó con chapa de hierro negro galvanizado 0,0015. La compensación de más etapas se realizó enviando el fluido que sale de la turbina al colector solar para su recalentamiento. Estaba acoplada a un generador monofásico y a un reductor. El rotor era de tubo de hierro galvanizado. El rendimiento medio de la turbina fue de 61,6 y el rendimiento isentrópico medio fue del 55,3%. El rendimiento aproximado de la caja de cambios y el generador combinados fue del 54,7%. Para la captación térmica solar se utilizaron fluidos de transferencia de calor disponibles localmente. El prototipo de turbina se diseñó para producir 500 W de potencia. Tenía una relación de velocidad de calentamiento de 0,08. Las condiciones de entrada a la turbina eran las siguientes: temperatura media de 112,8°C, presión media de 2,7 × 105 Nm-2, entalpía media de 3156 kJ/kg y caudal medio de vapor de 243,3 kg/h. Las condiciones de salida eran las siguientes: temperatura media de salida de 97,3 °C, caudal medio de vapor de 102,0 kg/h, presión media de 1,20 × 105 Nm-2 y entalpía de 2103 kJ/kg. Con el uso de una solución de cloruro sódico de 6 M, las condiciones de entrada de la turbina fueron las siguientes: entalpía de 3789,1 kJ/kg a una presión de 3,0 × 105 Nm-2 y su entalpía a la salida fue de 2346,3 kJ/kg a una presión de 1,05 × 105 m-2, lo que puede proporcionar calor de proceso y energía para zonas sin red.

• Materias:Agua Ingeniería de estructuras Asfalto Acero Concreto
• Subjects:Water Structural engineering Asphalt Steel Concrete
• Palabras claves:condiciones de entrada de la turbina, caudal de vapor, energía solar no concentrada, kg, combustible fósil, superficie de la red, temperatura media, presión media, kj, calor de proceso
• Keywords:turbine inlet conditions, steam flow rate, nonconcentrated solar power, kg, fossil fuel, grid area, average temperature, average pressure, kj, process heat