Diseño de una turbina hidrocinetica para pruebas en el canal de ensayos hidrodinamicos de la Universidad Nacional (2019)
El uso de energías no renovables que hoy en día se encuentran, genera altos índices de contaminación ambiental en sectores que son vitales para la vida y grandes daños a la salud de las personas. Además que en ciertas regiones de Colombia no hay suministro de energía eléctrica debido a la poca accesibilidad que tienen las poblaciones para implementar los elementos necesarios para la instalación y suministro del servicio. Como respuesta a esto, se hace uso de los recursos hídricos que cuentan las poblaciones, como lo son los ríos. De esta forma aprovechar un recurso natural para la producción de energía, lo que permite hacer diseños y fabricaciones de turbinas hidrocinéticas como el diseño realizado en este trabajo. El diseño de la turbina hidrocinética que se muestra en este documento está condicionado por el tamaño del canal de ensayos hidrocinéticos de la Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá. Mediante el uso de este canal de ensayos es posible evaluar el comportamiento de una turbina, emulando los factores a los cuales esta se verá sometida en un entorno real. Al respecto, tanto el diseño de la turbina de este trabajo, como las características de funcionamiento, mantienen las características hidráulicas del río como son: la velocidad y la potencia media del río en el cual estará funcionando (i.e. características del río). De acuerdo a lo anterior, se realiza el diseño de los álabes cuyo material de fabricación seria fibra de vidrio con resina epoxica. Obtenido el álabe se hace el análisis del mismo por medio del software Q-blade. Después de diseñado el álabe se encuentra el análisis de resistencia de materiales para la unión atornillada entre álabe y el cubo, así mismo los accesorios que permiten el acoplamiento del álabe. A continuación se procede con el diseño de la sección principal del sistema de la turbina hidrocinética que está compuesta por: El diseño del eje principal usando criterio de falla por fatiga, análisis de resistencia de materiales para las uniones atornilladas de la carcasa principal a la caja de transmisión de potencia y así mismo el cálculo del espesor de esta. Además de la selección de los rodamientos. Ya realizado el diseño de la sección principal en el presente trabajo se continua con el diseño de la sección secundaria que está constituida por: El diseño del eje secundario utilizando el criterio de falla por fatiga, el cálculo del espesor de la carcasa secundaria, selección de rodamientos, el diseño del sistema de transmisión de potencia por engranajes cónicos y así mismo el análisis de resistencia de materiales para las uniones atornilladas de la carcasa secundaria a caja de transmisión y placa superior, además se encuentra el cálculo del espesor de la placa superior. Finalizando el documento se encuentra el análisis del material de aporte para las uniones soldadas de las bridas, y los accesorios que componen la turbina hidrocinética como son: El sello mecánico, el diseño de las cuñas, los empaque utilizados, y por último se observan las conclusiones obtenidas del diseño de la turbina hidrocinética.