Diseño de un tornillo de Arquímedes para generar energía hidroeléctrica - INSA de Estrasburgo


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Diseño de un tornillo de Arquímedes para hidro - INSA de Estrasburgo. La optimización de un tornillo de Arquímedes para la producción de energía en micro-hidro.

por Guilhem DELLINGER, Abdelali TERFOUSAbdellah GhenaimPierre-André Garambois

PALABRAS CLAVE : mecánica de fluidos, Energía Renovable, Micro Hydro, tornillo de Arquímedes, la experimentación

Resumen

El uso del tornillo de Arquímedes en la micro-hidro es un medio de producción de energía renovable y de reciente desarrollo. Se utiliza principalmente para explotar cascadas caudales bajos y bajas alturas. Proponemos aquí para estudiar experimentalmente el rendimiento de este tipo de turbina en base a los parámetros hidráulicos y geométricos. Una primera parte que muestra la influencia del nivel de agua aguas abajo del tornillo en el rendimiento de la turbina. Los rendimientos y los pares son medidos experimentalmente en términos de la velocidad de rotación del tornillo de tipo fijo y, el flujo de rotación de velocidad fija con base. Los resultados proporcionan información esencial en el diseño de este tipo de micro-planta.

cálculos de la energía en un tornillo de Arquímedes
cálculos de la energía en un tornillo de Arquímedes

Introducción

El principio del tornillo de Arquímedes se conoce desde hace más de 2000 años. Aunque esto es discutido por muchos historiadores, que generalmente se le atribuye la invención del tornillo de Arquímedes de Siracusa (287 212-BC). Es a partir del siglo 14ème que empezamos a utilizar el tornillo de Arquímedes para elevar grandes cantidades de agua más bajas alturas. Hoy en día, todavía se utiliza comúnmente para la elevación de las plantas de tratamiento, por ejemplo. No fue hasta 1992 Karl-Agosto Radlik ofrece por primera vez con el tornillo de Arquímedes, o el tornillo hidrodinámico como turbina para generar energía [RAD 97]. Los primeros Arquímedes micro-centro de tornillo en la naturaleza se instala entonces en 1997
Río Eger Aufhausen (Alemania) y desarrolla una potencia de 4 kW . En la actualidad hay más de 180 instalaciones de su tipo en toda Europa y en todo el mundo más de 400 [LAS 11]. De acuerdo con Williamson et al. [WIL 14] estas centrales micro tienen un alto potencial en las cascadas de baja altura y caudales bajos. La altura máxima es de unos 10 m y el rendimiento puede llegar a 10 m3 .s-1. El centro más potente instalado hasta la fecha se encuentra en el canal Albert (Bélgica) y desarrolla una potencia de 400 kW . Entre las principales ventajas de este tipo de plantas, observamos, en primer lugar, su capacidad de mantener una alta eficacia a pesar de las fluctuaciones en el flujo. Por lo tanto, la tasa puede variar más o menos alrededor de 20% del caudal nominal, sin que esto tenga algún impacto en el rendimiento [BRA 93]. Un estudio reciente sobre las plantas 70 micro en Europa mostró que el rendimiento medio de todas estas instalaciones era 69%, con un máximo de 75% [LAS 12]. Otros dos cualidades importantes son su robustez y el hecho de que se trata de una instalación de usar pescado en sí. De hecho, según un estudio realizado por Kiebel et al. [KIE 09], para velocidades de rotación y generalmente utilizado para peces de talla inferior a 1 m, Pueden cruzar la micro ileso central.
El uso de tornillo hidrodinámico para la producción de energía es una tecnología reciente que sigue creciendo. A pesar de esto, la literatura sobre el tornillo de Arquímedes se utiliza para la producción de energía es todavía insuficiente para el diseño realmente optimizada de un micrófono central. En este contexto, se propone aquí para estudiar experimentalmente el rendimiento hidráulico del tornillo de Arquímedes para los parámetros geométricos y las diversas condiciones de operación hidráulicos. Estos resultados experimentales se obtienen utilizando un dispositivo experimental instalado en el INSA Estrasburgo. Los resultados comprender la influencia de cada parámetro y por lo tanto, posteriormente, para poder optimizar el rendimiento del tornillo de Arquímedes.


Descargar: TURBINA AUGER INSA ESTRASBURGO

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