Diseño, calculo y simulación de una picoturbina hidráulica de geometría esférica de flujo cruzado para recuperación de energía en conductos

Abstract

En la actualidad las sociedades demandan una mayor cantidad de energía eléctrica y se encuentran más concienciadas sobre el medioambiente lo que está originando una tendencia al uso de las energías renovables, un desarrollo de los sistemas de recuperación de energía y una mejora en la eficiencia de los equipos. Las redes de abastecimiento de agua potable son sistemas que tienen importantes consumos eléctricos debidos a sus sistemas de regulación y control, por lo que en dicho sector se están desarrollando nuevos equipos para poder aprovechar las variaciones de presión que se dan para la regulación del caudal. Para la regulación de la presión es bastante común el uso de las válvulas reductoras de presión que son válvulas cuya finalidad es mantener constante y con un valor menor la presión aguas abajo de estas, dicha perdida de presión produce una generación de calor que se disipa en el propio flujo. Otro tipo de solución es el uso de bombas funcionando como turbinas (BFT) las cuales permiten aprovechar la perdida de presión que se produce en su rotor para la obtención de energía mecánica en un eje que se puede acoplar a un generador. Su principal inconveniente es que no suelen ser económicamente viables y requieren de unas condiciones específicas de presión y caudal. Como alternativa están surgiendo nuevos diseños como son las picoturbinas de flujo cruzado. Las picoturbinas de flujo cruzado son turbinas hidráulicas que se instalan en el interior de las tuberías para que la perdida de presión que experimenta el flujo al atravesarlas se aproveche para generar fuerzas de sustentación en los perfiles aerodinámicos de sus alabes generando un par constante. En este TFG se aborda el diseño, calculo y la simulación de picoturbinas hidráulicas de geometría esférica de flujo cruzado con el fin de realizar una recuperación de energía en conducciones de redes de abastecimiento de agua potable