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The Design Method of Axial Flow Runners Focusing on Axial Flow Velocity Uniformization and Its Application to an Ultra-Small Axial Flow Hydraulic TurbineMétodo de diseño de canales de flujo axial centrado en la uniformización de la velocidad del flujo axial y su aplicación a una turbina hidráulica de flujo axial ultrapequeña

Resumen

Propusimos una turbina hidráulica de flujo axial portátil y ultrapequeña que puede generar energía eléctrica comparativamente con facilidad utilizando la baja altura de canales abiertos como los conductos de tuberías existentes o pequeños ríos. Además, propusimos un método de diseño sencillo para los rodetes de flujo axial en combinación con el método de diseño unidimensional convencional y el método de diseño de uniformización de velocidad de flujo axial, con el apoyo del análisis de flujo tridimensional. Aplicando nuestro método de diseño al rodete de una turbina hidráulica de flujo axial ultrapequeña, se investigaron el rendimiento y el flujo interno del rodete diseñado mediante análisis CFD y experimentos (prueba de rendimiento y medición PIV). Como resultado, los rodetes diseñados con nuestro método de diseño mejoraron significativamente la eficiencia de la turbina en comparación con el rodete original. Concretamente, en el experimento, el nuevo diseño del rodete alcanzó una eficiencia de turbina de 0,768. Esto se debió a que la componente axial de la velocidad absoluta del nuevo diseño del rodete era relativamente uniforme en la salida del rodete en comparación con la del rodete original y, como resultado, se mejoró el flujo rotacional negativo. Así pues, se ha verificado la validez de nuestro método de diseño.

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