Diseño y construcción de una turbina de gas para generación de baja potencia (TGBP) con ciclo regenerativo a partir de un turbocargador
DOI:
https://doi.org/10.18667/cienciaypoderaereo.36Palavras-chave:
turbina de gas de baja potencia (TGBP), generación distribuida, ciclo regenerativo, turbocargador, recuperador, cámara de combustión, CFD, FEAResumo
La ciudad de Cantagallo (Bolívar) en Colombia requiere 21kW de energía eléctrica para suplir las necesidades de su población ya que no tiene acceso a la red de interconexión eléctrica como muchas otras ciudades del país. La aplicación de la generación distribuida a partir de turbinas de gas de baja potencia (TGBP) para suplir estas necesidades es viable en Colombia, además las TGBP a partir de turbocargadores automotrices suplen completamente los requerimientos de la generación distribuida aislada y de soporte de la red de distribución en plantas, fábricas y edificios; por lo tanto se realiza el dise.o detallado y construcción de una TGBP que genera 30kW, cuyas características específicas y técnicas le permiten ser aplicable como sistema de Generación Distribuida en Colombia a partir de un turbocargador automotriz empleando el ciclo termodinámico regenerativo para disminuir el consumo espec.fico de combustible (SFC) y por lo tanto aumentar la eficiencia del ciclo, con sus respectivos sistemas de inyección de combustible, ignición, lubricación y de adquisición de datos. Se realiza una metodolog.a de dise.o de: TGBP con ciclo regenerativo, de c.maras de combusti.n tubulares y de intercambiadores de calor (recuperadores) empleando fuentes bibliográficas especializadas en el desarrollo de motores a reacción a nivel mundial así como software FEA, CFD y tecnologías de fabricación asequibles y encontradas en Colombia.
Downloads
Referências
DUQUE DAZA, C.A., et al. Formulación de un sistema alternativo de generación local de energía a partir de microturbinas. En: Congreso iberoamericano de ingeniería mecánica. (8: 23-25, octubre, 2007: Cusco, Perú). Memorias. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia, 2007.
PLANELEC. Cogeneración con microturbinas [diapositivas]. España: Elliot Microturbines, c.a. [2005]. 17 diapositivas, color.
MATTINGLY, Jack. HEISER, Willian y PRATT, David. Aircraft engine design 2nd Edition Washignton; AIAA education series.
SARAVANAMUTTOO, HIH; et al. Gas Turbine Theory. London: Prentice Hall, 2001.
GONZÁLEZ SANTOS, Diego F.; OSORIO M. Leonardo y TIBAQUIRA G. Juan Esteban. Caracterización geométrica y técnica de un turbocompresor de un vehículo Mazda 4.5T. En: Scientia et Technica. Mayo de 2006. p. 149-154. ISSN 0122 1701
TREJOS V, Jorge M. y VARGAS A, Hader A. Diseño y construcción de una cámara de combustión para una microturbina a gas de generación de potencia. Trabajo de grado ingeniero mecánico. Pereira: Universidad Tecnológica de Pereira. Facultad de Ingeniería, 2005.
LÓPEZ B, Mario y SALAZAR H, Wilfran E. Pruebas de laboratorio y puesta a punto de una cámara de combustión para una microturbina de gas. Trabajo de grado Ingeniero Mecánico. Pereira: Universidad Tecnológica de Pereira. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Mecánica, 2006.
OROZCO HINCAPIÉ, Carlos Alberto. Proyecto de investigación: Diseño y construcción de una microturbina de gas de generación de potencia para el laboratorio de térmicas [en línea]. Pereira: Universidad Tecnológica de Pereira, 2003. [citado 12 octubre 2009] Disponible en: http://www.utp.edu. co/investigacion/proyectos/detalleProyectoHTML.php?cod=99.
ESTRADA M., Carlos A. Simulación de una cámara de combustión para una microturbina de gas utilizando el programa de dinámica de fluidos Fluent®. En: Scientia et Technica. Mayo de 2007. p. 255-260.
GURGEL VERAS, Carlos A.; SANTOS, Fabiano A. dos y MAGNO, Mário O. Projeto e estudo de desempenho da cámara de combustao de uma microturbina.En: Congreso Brasileiro de Engenharia e Ciencias Termicas. (9: 2002: Caxambu, Brazil). Memorias. Brasilia: Universidad de Brasilia, 2002. 10p.
FREESE Z. Christian, et al. Diseño y construcción de un turboprop de flujo másico inferior a 0,5kg/s. Trabajo de grado ingeniero aeronáutico. Bogotá: Universidad de San Buenaventura, Facultad de ingeniería. Ingeniería Aeronáutica, 2008. 250p
ZAMBRANO ANGEL, Jefferson; MANTILLA B., Jorge D. y LLANOS S. Paul A. Model design engine turbofan JP1 (Diseño y modelado de un motor turbofan JP1). Trabajo de grado ingeniero aeronáutico. Bogotá: Universidad de San Buenaventura, Facultad de ingeniería. Ingeniería Aeronáutica, 2008. 250p.
STECKIN, B. S. et al. Teoria de los motores a reaccion, traducido por : Claudio Mataix Plana, S. J. Madrid: editorial Dossat 1964. p. 210.
SARAVANAMUTTOO, HIH; et al. Gas Turbine Theory. London: Prentice Hall, 2001.
ABIDAT, M., et al. Design an flow analysis of radial and flow turbine volutes, En: European Conference on Computational Fluid Dynamics ECCOMAS CFD (2006: Delft, Netherlands). Memories. Algérie: Université des Sciences et de la Technologie d'Oran
MUNSON, Bruce R., et al. Fundamentos de Mecánica de fluidos . En: Flujo Viscoso en tuberías. Traducido por: Hugo Villagomez Velásquez. Mexico D.F.: Limusa, 1999.
LEFEBVRE, Arthur Henry. Gas turbine combustion. New York: Taylor & Francis, 1999.
LEFEBVRE A. y NORSTER E. The design of tubular gas turbine combustion chambers for optimum mixing performance. Paper 15
ELDRAINY, Yehia, et al. Prediction of the flow inside a micro gas turbine combustor. Jurnal Mekanical. Junio de 2008.
SHERWIN, K. Introduction to Thermodynamics. Ed. Springer. 1993.
https://doi.org/10.1007/978-94-011-1514-8
ESCOBAR, Arnold. Metodología de diseño para turborreactores de bajo flujo másico. 2005.
Diego Fernando Pachón Hernández: Estudiante de último semestre de ingeniería aeronáutica. Universidad de San Buenaventura. Con diplomados en: Ingeniería de Motores de turbina Aeronáutica (Dictado por PhD MSc MEng Fernando Colmenares), en CFD Computational Fluid Dynamics Software Fluent (Dictado por Ph.D., D.Sc. Professor Janusz Ryszard Piechna y MEng Ing Jaime Alberto Escobar) y en Sistemas de Propulsión, Combustión y Nuevas Tecnologías (Dictado por Ph.D. D.Sc. Professor Andrzej Teodorcyk y MSc Eng Rafael Cerpa). diegopachon@ingenieros.com cel: 313 2575393
César Eduardo Mondragón Cediel: Estudiante de último semestre de ingeniería aeronáutica. Universidad de San Buenaventura con diplomado en Ingeniería de Motores de turbina Aeronáutica (Dictado por PhD MSc MEng Fernando Colmenares) y Sistemas de Propulsión, Combustión y Nuevas Tecnologías (Dictado por Ph.D. D.Sc. Professor Andrzej Teodorcyk y MSc Eng Rafael Cerpa). cesaredu_86@hotmail.com cel: 313 8660019
Arnold Escobar Garzón: Ingeniero Aeronáutico. Universidad de San Buenaventura; especialista en pedagogía y docencia universitaria. Universidad de San Buenaventura; candidato a magister en ingeniería mecánica. Universidad de los Andes. Docente investigador de la Universidad de San Buenaventura, Bogotá. Pertenece al Grupo de Investigación GIMOC. aescobar@usbbog.edu.co
Rafael Mauricio Cerpa Bernal: Ingeniero aeronáutico de la Universidad de San Buenaventura con maestría en ciencias, de la Universidad Politécnica de Varsovia en Ingeniería Aeroespacial con énfasis en Sistemas de Propulsión. Actualmente se desempeña como docente e investigador en la Universidad de San Buenaventura, sede Bogotá. rcerpa@usbbog.edu.co
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Licença
Declaração de cessão de direitos autorais à revista
O autor cede exclusivamente à Revista os direitos de exploração (reprodução, distribuição, comunicação pública e transformação) para explorar e comercializar a obra, no todo ou em parte, em todos os formatos e modalidades de exploração presentes ou futuros, em todas as línguas, por todo o período de vida da obra e pelo mundo inteiro.
Todo o conteúdo publicado na revista científica Ciencia y Poder Aéreo está sujeito à licença de reconhecimento internacional Creative Commons 4.0, cujo texto completo pode ser encontrado em http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
A licença permite que qualquer usuário baixe, imprima, extraia, arquive, distribua e comunique publicamente este artigo, desde que seja dado o devido crédito aos autores: ao(s) autor(es) do texto e a Ciencia y Poder Aéreo, Revista da Escola de Pós-Graduação da Força Aérea Colombiana. Exceto quando for indicado o contrário, o conteúdo deste site será licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 Internacional.
Para usos de conteúdo não previstos nestas normas de publicação é necessário entrar em contato diretamente com o diretor ou editor da revista através do e-mail cienciaypoderaereo1@gmail.com
A Escola de Pós-Graduação da Força Aérea Colombiana e esta revista não são responsáveis pelos conceitos expressos nos artigos, nem pelos metadados fornecidos ou pelas afiliações que os autores declarem, sendo assim de inteira responsabilidade dos autores.
Licença Creative Commons
Os autores concedem à revista os direitos de exploração (reprodução, distribuição, comunicação pública e transformação) para explorar e comercializar a obra, inteira ou parcialmente, em todos os formatos e modalidades de exploração presentes ou futuras, em todas as línguas, por todo o período de vida da obra e no mundo inteiro.
Todos os conteúdos publicados na revista científica Ciencia y Poder Aéreo estão sujeitos à licença de reconhecimento 4.0 4.0 Internacional de Creative Commons, cujo texto completo pode-se consultar em http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
A licença permite a qualquer usuário baixar, imprimir, extrair, arquivar, distribuir e comunicar publicamente um artigo, desde que seja dado crédito aos autores do trabalho: aos autores do texto e a Ciencia y Poder Aéreo, Revista Científica da Escola de Pós-Graduação da Força Aérea Colombiana. Salvo onde for indicado o contrário, o conteúdo deste site é licenciado sob uma licença Creative Commons Atribución 4.0 internacional.
Para usos de conteúdo não previstos nestas normas de publicação é necessário entrar em contato diretamente com o diretor ou editor da revista através do e-mail cienciaypoderaereo1@gmail.com
A Escola de Pós-Graduação da Força Aérea Colombiana e esta revista não são responsáveis pelos conceitos expressos nos artigos, nem pelos metadados fornecidos ou pelas afiliações que os autores declarem, sendo assim de inteira responsabilidade dos autores.