Dimensionamento de parafuso de Arquimedes para hidroeletricidade - INSA Estrasburgo. Otimização de uma rosca Arquimediana para produção de energia em micro hidrelétricas.

pela Guilhem Dellinger, Abdelali TERFOUSAbdellah GhenaimPierre-André Garambois

PALAVRAS-CHAVE: mecânica dos fluidos, Energia Renovável, Micro Hidro, parafuso de Arquimedes, a experimentação

Resumo

O uso do parafuso de Arquimedes em micro-hydro é um meio de produção de energia renovável e no desenvolvimento recente. É usado principalmente para explorar cachoeiras baixas vazões e baixas alturas. Propomos aqui para estudar experimentalmente o desempenho deste tipo de turbina com base em parâmetros hidráulicos e geométricos. Uma primeira porção que mostra a influência do nível da água a jusante do parafuso sobre o desempenho da turbina. Os rendimentos e os pares são então experimentalmente medido em termos da velocidade de rotação do parafuso de taxa fixa e, com base fluxo fixo-rotação de velocidade. Os resultados fornecem informações essenciais sobre a concepção deste tipo de micro-usina.

Introdução

O princípio do parafuso de Arquimedes é conhecida há mais de 2000 anos. Embora este é contestada por muitos historiadores, é geralmente creditado com a invenção do parafuso de Arquimedes de Siracusa (287 212-BC). É a partir do século 14ème que começamos a usar o parafuso de Arquimedes para levantar grandes quantidades de água mais baixas alturas. Hoje, ainda é comumente usado para a elevação das estações de tratamento de águas residuais, por exemplo. Não foi até 1992 Karl-August Radlik oferece, pela primeira vez usando o parafuso de Arquimedes, ou parafuso hidrodinâmico como turbina para gerar energia [RAD 97]. Os primeiros Archimedes micro-centro de parafuso em estado selvagem é então instalado em 1997
Rio Eger Aufhausen (Alemanha) e desenvolve uma potência de 4 kW . Existem agora mais de instalações 180 de seu tipo em toda a Europa e mais de 400 em todo o mundo [LAS 11]. De acordo com Williamson et ai. [WIL 14] dessas usinas micro têm um elevado potencial nas cachoeiras de baixa altura e de caudais reduzidos. A altura máxima é de cerca de 10 m e taxa de transferência pode chegar 10 m3 .s-1. O centro mais potente já se encontram instaladas está localizado sobre o Canal de Albert (Bélgica) e desenvolve uma potência de 400 kW . Entre as principais vantagens deste tipo de planta, notamos, em primeiro lugar, a sua capacidade para manter uma eficiência elevada, apesar das flutuações do fluxo. Assim, a taxa pode variar mais ou menos em torno de 20% do fluxo nominal, sem que isso tenha qualquer impacto sobre o desempenho [BRA 93]. Um estudo recente sobre plantas micro 70 na Europa mostrou que o rendimento médio de todos esses meios foi 69%, com um máximo de 75% [LAS 12]. Duas outras qualidades importantes são a sua robustez e o fato de que ele próprio é uma instalação de peixe amigável. Na verdade, de acordo com um estudo realizado pela Kiebel et al. [KIE 09], para velocidades de rotação e geralmente utilizado para peixes de tamanho inferior ao 1 m, Eles podem atravessar a micro ileso central.
O uso do parafuso hidrodinâmico para a produção de energia é uma tecnologia recente que continua a crescer. Apesar disso, a literatura sobre o parafuso de Arquimedes utilizado para a produção de energia ainda é insuficiente para o projeto realmente otimizada de um microfone central. Neste contexto, propõe-se aqui para estudar experimentalmente o desempenho hidráulico do parafuso de Arquimedes para os parâmetros geométricos e as várias condições de funcionamento hidráulico. Estes resultados experimentais são obtidos utilizando um dispositivo experimental instalado no INSA Estrasburgo. Os resultados irão compreender a influência de cada um dos parâmetros e, portanto, subsequentemente, para ser capaz de optimizar o desempenho do parafuso de Arquimedes.

Download: VIS D'ARCHIMEDE TURBINE INSA STRASBOURG

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