Diseño de un prototipo de turbina esférica para generar energía a partir de un flujo de aire.

Propia

Autores:
Giral Barrera, Wilson Raúl
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2020
Institución:
Universidad Antonio Nariño
Repositorio:
Repositorio UAN
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.uan.edu.co:123456789/3133
Acceso en línea:
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Palabra clave:
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Diseño
Chimenea
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Modeling and numerical investigation on multi-objective design improvement of a novel cross-flow lift-based turbine for in-pipe hydro energy harvesting applications. Energy Conversion and Management, 203, 112233.instname:Universidad Antonio Nariñoreponame:Repositorio Institucional UANrepourl:https://repositorio.uan.edu.co/PropiaThe energy efficiency in the industries is becoming more and more important, this leads to the implementation of methods such as equipment upgrading, electrical cogeneration and renewable energy (wind, photovoltaic), and when analyzing these methods it is possible find industrial processes to which certain physical principles can be applied. Air flows to the atmosphere are very common in industries, so in this mechanical, design project for develop of a prototype of a spherical turbine, the next flows can be considered. The models are made through a computer aided design program Autodesk Inventor and the analysis of dynamic simulation by a computational fluid dynamics software. With these two programs, it is possible to obtain plans at the detail level in its construction and an approximate torque calculation for power generation. An air flow from a process in the cement producing company, Cementos del Oriente SA, located in the city of Sogamoso-Boyacá, was analyzed, air flow from the raw flour line, and the geometry of the chimney in the vertical mass mill filter. The spherical turbine design was carried out in detail based on the Gorlov and Lucid Energy design, implementing the designs in the chimney, initially the air flow without the turbine is simulated, to determine the turbulence and predict the possible location of the turbine inside the chimney, then the analysis of the air flow is carried out with the chimney-turbine model, in a period of time to generate data of speeds, pressures, torque and kinetic energy. The values produced by the simulation are between 100 kW and 200 kW power production, very favorable for this work and the basis for future research in industrial processes that wish to analyze their residual air flows.La eficiencia energética en las industrias cada vez toma más importancia, esto lleva a la implementación de métodos como la actualización de equipos, la cogeneración eléctrica y las energías renovables (eólica, fotovoltaica), analizar métodos y encontrar procesos industriales a los que se pueden aplicar ciertos principios físicos, y los flujos de aire a la atmosfera que son muy comunes en las industrias, así que en este proyecto de diseño mecánico, se tomarán en cuenta aquellos que son emitidos por los depuradores de aire, filtros de mangas del tipo jet pulse, electrofiltros, o equipos que evacuen flujos de aire residuales por medio de chimeneas o ductos, para el desarrollo de un prototipo de turbina esférica. Los modelos se hacen a través de un programa de diseño asistido por computadora, Autodesk Inventor y un análisis de simulación por medio de un software de dinámica de fluidos computacional CFD. Con estos dos programas, se obtienen planos a nivel de detalle en su construcción y un cálculo de velocidades, presiones y torque aproximado para la generación de energía. Se analizó un flujo de aire de un proceso en la compañía productora de cemento, Cementos del Oriente S.A., ubicada en la cuidad de Sogamoso-Boyacá, flujo de aire procedente de la línea de harina cruda, e intervenido la geometría de la chimenea en el filtro del molino de masas vertical. Se realizó el diseño en detalle de la turbina esférica en base al diseño de Gorlov y Lucid Energy, al implementar los diseños en la chimenea, inicialmente se simula el flujo de aire sin la turbina, para determinar las turbulencias y pronosticar la posible ubicación de la turbina dentro de la chimenea, luego se realiza el análisis del flujo de aire con el modelo chimenea-turbina, en un lapso de tiempo para generar datos de velocidades, presiones, torque y energía cinética. Los valores arrojados por la simulación, oscilan en una producción de potencia de 100 kw y 200 kw, muy favorables para este trabajo y base a futuras investigaciones, en los procesos industriales que deseen analizar sus flujos de aire residuales.OtroIngeniero(a) Electromecánico(a)PregradoDistanciaspaUniversidad Antonio NariñoIngeniería ElectromecánicaFacultad de Ingeniería Mecánica, Electrónica y BiomédicaTunjaTurbina esféricaFiltro de mangasDiseñoChimeneaTorqueSpherical TurbineBag filterDesignChimneyTorqueDiseño de un prototipo de turbina esférica para generar energía a partir de un flujo de aire.Trabajo de grado (Pregrado y/o Especialización)http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85ORIGINAL2020WilsonRaùlGiralBarrera.pdf2020WilsonRaùlGiralBarrera.pdfapplication/pdf8142959https://repositorio.uan.edu.co/bitstreams/ebdb406b-6979-4ca7-ba14-20ea149d54bf/downloadcdc389216586f5b7fcdb276a822373f5MD512020AutorizacióndeAutores.pdf2020AutorizacióndeAutores.pdfapplication/pdf616744https://repositorio.uan.edu.co/bitstreams/f14b37b9-9fa1-4deb-9982-e2150f9b93ee/download756fb82dacef5736dcaf763b348d251eMD511CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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