Optimización de la toma de turbinas de bajo salto mediante modelación numérica

Abstract

En las turbinas de bajo salto, un diseño deficiente de la obra de toma puede dar como resultado un flujo no uniforme en la entrada de la máquina. Esto puede afectar el rendimiento hidráulico y otras características operativas a lo largo de su vida útil. En la mayoría de los casos, los ensayos de recepción de turbinas hidráulicas son realizados con condiciones de aducción ideales sin tener en cuenta la situación real de admisión aguas arriba. Esta situación puede resultar en un comportamiento diferente en el prototipo respecto de lo predicho en el modelo a escala reducida. Es por ello que es aconsejable modelar el flujo de aproximación a la sección de ingreso a la máquina. Esta modelación es usualmente estudiada mediante modelación física lo que puede resultar costoso y requerir un tiempo excesivo de construcción y ensayos, especialmente cuando se requiere la optimización del diseño. Este trabajo propone el uso de una metodología de trabajo que permite la optimización la toma de turbinas de bajo salto. La metodología propuesta tomó como punto de partida el criterio propuesto por los diseñadores Fisher y Franke que hace referencia a las condiciones que debe alcanzar el flujo en la entrada de la turbina. En particular esta publicación muestra el proceso de optimización de la toma de una turbina bulbo, donde el patrón de flujo aguas arriba de la sección de ingreso.