Digital platform approach for hydraulic characterization and detection of hydrodynamic phenomena in reversible turbomachines

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dc.contributor.advisorBotero Herrera, Francisco Javierspa
dc.contributor.authorMejía Ocampo, David Alejandro
dc.coverage.spatialMedellín de: Lat: 06 15 00 N degrees minutes Lat: 6.2500 decimal degrees Long: 075 36 00 W degrees minutes Long: -75.6000 decimal degreeseng
dc.creator.degreeMagíster en Ingenieríaspa
dc.creator.emaildmejiao2@eafit.edu.cospa
dc.date.accessioned2023-01-30T15:36:32Z
dc.date.available2023-01-30T15:36:32Z
dc.date.issued2022
dc.descriptionLa energía hidroeléctrica es una de las fuentes de energía renovable más desarrolladas y utilizadas en términos de capacidad instalada y fiabilidad; por lo tanto, es uno de los métodos de producción de electricidad con mayor contribución a nivel mundial y con un nivel de madurez tecnológica esencial. En los últimos años, el sector hidroeléctrico ha pasado de las grandes a las pequeñas centrales, debido a las limitaciones de los recursos hídricos y a los efectos del cambio climático. Además, aunque menos utilizadas, las turbomáquinas hidráulicas reversibles se postulan como alternativas para compensar la demanda de tecnologías de energías renovables intermitentes y de difícil previsión. Este artículo presenta el desarrollo e implementación de una plataforma digital basada en mediciones en tiempo real para la monitorización, registro y análisis en los dominios de tiempo y frecuencia de magnitudes hidromecánicas, dinámicas y eléctricas. Los datos resultantes son adecuados para la caracterización de las máquinas hidráulicas, y su diagnóstico técnico, permitiendo la detección de fenómenos complejos que pueden ocurrir durante su funcionamiento. Para ilustrar algunas de las capacidades de la plataforma, se realizaron pruebas experimentales en una bomba centrífuga específica de baja velocidad, a través de su curva característica de cuatro cuadrantes. La atención se centró en la medición de la fluctuación de la presión y la aceleración (vibraciones) durante el funcionamiento en su punto de mejor rendimiento (BEP) y en un punto de funcionamiento fuera de diseño en el que se detectaron inestabilidades hidrodinámicas. Por último, se exponen los análisis y resultados, y se presentan las características.spa
dc.description.abstractHydropower is one of the most developed and utilized renewable energy sources in terms of installed capacity and reliability; therefore, it is one of the electricity production methods with the highest contribution worldwide and with an essential level of technological maturity. In recent years, the hydropower sector has shifted from large to small plants, due to water resource constraints and the effects of climate change. In addition, although less used, reversible hydro turbomachines are postulated as alternatives to offset the demand for intermittent and difficult to forecast renewable energy technologies. This paper presents the development and implementation of a digital platform based on real-time measurements for monitoring, recording, and analysis in the time and frequency domains of hydromechanical, dynamic, and electrical magnitudes. The resulting data are suitable for the characterization of hydraulic machines, and their technical diagnosis, allowing the detection of complex phenomena that may occur during their operation. To illustrate some of the capabilities of the platform, experimental tests were performed on a specific low-speed centrifugal pump, through its four-quadrant characteristic curve. The focus was on the measurement of pressure fluctuation and acceleration (vibrations) during operation at its best efficiency point (BEP) and at an off-design operating point where hydrodynamic instabilities were detected. Finally, the analysis and results are exposed, and the characteristics are presented.spa
dc.formatapplication/pdfeng
dc.identifier.ddc621.67 M516
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10784/32057
dc.language.isospaspa
dc.publisherUniversidad EAFITspa
dc.publisher.departmentEscuela de Ciencias Aplicadas e Ingenieríaspa
dc.publisher.placeMedellínspa
dc.publisher.programMaestría en Ingenieríaspa
dc.rightsTodos los derechos reservadosspa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.localAcceso abiertospa
dc.subjectBombas como Turbinas (PaT)spa
dc.subjectTurbomáquinas Reversiblesspa
dc.subjectPlataforma digitalspa
dc.subjectCurva de cuatro cuadrantesspa
dc.subjectFenómenos hidrodinámicosspa
dc.subjectFluctuaciones de presiónspa
dc.subject.keywordDigital Platformspa
dc.subject.keywordFour-quadrant curvespa
dc.subject.keywordHydrodynamic phenomenaspa
dc.subject.keywordPressure fluctuationsspa
dc.subject.keywordPump as Turbine (PaT)spa
dc.subject.keywordReversible turbomachinespa
dc.subject.lembBOMBAS (MÁQUINAS)spa
dc.subject.lembHIDRODINÁMICAspa
dc.subject.lembMÁQUINAS HIDRÁULICASspa
dc.subject.lembBOMBAS CENTRÍFUGASspa
dc.subject.lembHIDRÁULICAspa
dc.titleDigital platform approach for hydraulic characterization and detection of hydrodynamic phenomena in reversible turbomachinesspa
dc.typemasterThesiseng
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesiseng
dc.type.hasVersionacceptedVersioneng
dc.type.localTesis de Maestríaspa
dc.type.spaArtículospa

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