7/28/2019 construccin del tanque para un sistema de hidrogeneracin basado en vrtice gravitacional

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Juan Pea#1, Jorge Luis Jaramillo#2

#1Profesional en formacin, Universidad Tcnica Particular de Loja.

#2 Docente de la EET, Universidad Tcnica Particular de Loja.

Loja, Ecuador 2012.

1jcpena1@utpl.edu.ec, 2jorgeluis@utpl.edu.ec

Resumen Se describe el proceso de construccin del

tanque para un sistema de hidrogeneracin basado en

vrtice gravitacional, destinado al Departamento de

Geologa, Minas, e, Ingeniera Civil de la UTPL.

Palabras claves tanque de vrtice gravitacional, sistema

de hidrogeneracin basado en vrtice gravitacional

I. INTRODUCCIN

La eficiencia de una central hidroelctrica basada envrtice gravitacional, depende de muchos factores comoel tipo de turbina y de generador elctrico. Muchosautores coinciden en que, considerando que elaprovechamiento de energa, empieza con la formacindel vrtice, los parmetros ms importantes estnrelacionados con el diseo y construccin del tanque /reservorio / cuenca.

En este marco, investigadores como Punit Singh yFranz Nestman, trabajan en la optimizacin del diseo yconstruccin de piscinas de vrtice gravitacional, en

bsqueda de lograr el uso extendido como fuente deenerga renovable en el futuro [1].

En este trabajo, se describe la construccin del tanquedel sistema de hidrogeneracin basado en vrticegravitacional, para el Departamento de Geologa, Minas,e, Ingeniera Civil de la UTPL, diseado en trabajosanteriores.

II. CONSTRUCCIN DEL TANQUE DEL SISTEMA DEHIDROGENERACIN BASADO EN VRTICE

GRAVITACIONAL.

En trabajos anteriores, se plante que el diseo deltanque de vrtice para el sistema de hidrogeneracin,incluyera una arquitectura de tres componentes: canalabierto, tanque circular dispuesto en forma vertical, y,soporte mecnico (ver Fig. 1 y 2).

Fig. 1. Esquema general de la geometra del tanque de vrticediseado.

Fig. 2. Vista general del tanque de vrtice gravitacional diseadoacoplado al banco hidrulico.

Construccin del tanque para un sistema dehidrogeneracin basado en vrtice

gravitacional.

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A. Construccin del canal abierto

Para la construccin del canal abierto, con el objetivode prolongar o eliminar la corrosin producido por elagua, se utiliz acero galvanizado de 0.002 m de grosor[2].

La Fig. 3, muestra el proceso de ensamblaje y de

soldadura de las diferentes secciones del canalrectangular. En a), se muestra el corte realizado a lasalida del canal, que permite el ingreso tangencial delagua en el tanque.

a. Ensamblaje del canal abierto.

b. Proceso de Soldadura del canal abierto.Fig. 3. Construccin del componente del canal abierto.

El diseo del canal abierto, tambin incluye laconstruccin de una placa cncava a ser colocada a laentrada del tanque, a fin de evitar prdidas de carga. LaFig. 4, muestra la placa cncava construida.

Fig. 4. Placa cncava construida para reducir prdidas de carga en eltanque circular.

B. Construccin del tanque circular

Para soportar el peso del agua en el tanque, en laconstruccin del tanque circular se utiliz acerogalvanizado de 0.003 m.

La Fig. 5, muestra el proceso de corte de la plancha deacero con ayuda de una cortadora de plasma. La Fig. 6,muestra la forma circular que tom la plancha de acero

pasada por el torno. La Fig. 7, muestra el proceso desoldadura de los extremos del tanque circular, conelectrodos E-6010 que permiten obtener cordones desoldadura resistentes y duraderos.

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Fig. 5. Corte de la plancha de acero mediante cortadora de plasma.

Fig. 6. Forma circular que toma la plancha de acero una vez pasadapor el torno.

Fig. 7. Proceso de soldadura del tanque circular.

La Fig. 8, muestra el estado del tanque al finalizar elproceso de soldadura. Se muestra que 0.30 m de launin, no se han soldado, facilitando el corte tangencialrequerido para acoplar el canal abierto, y, con ellocumplir con el requisito de la entrada tangencial del aguaen el tanque (ver Fig. 9).

Fig. 8. Tanque una vez finalizado el proceso de soldadura.

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a. Trazado de la longitud de la entrada tangencial.

b. Trazado de la altura de la entrada tangencial.

c. Corte de la entrada tangencial.

d. Entrada tangencial del tanque.Fig. 9. Proceso para obtener la entrada tangencial del agua en el tanque.

La Fig. 10, muestra el proceso de elaboracin delacople de aseguramiento del canal abierto y del tanque.Para esto, se utiliz una platina de 0.025 m de ancho y0.002 m de grosor. El acople se termin con tornillos

pasantes.

a. Soldadura del acople.

b. Acople de aseguramiento.Fig. 10. Acople de aseguramiento del canal abierto y de la entrada

tangencial del tanque.

Las Fig. 11 y 12, muestran el proceso de construccinde la tapa del fondo del tanque. Para esto se utiliz acerogalvanizado de 0.003 m de grosor. Para realizar el cortedel acero, se utiliz una cortadora de plasma, con lo quese obtuvo un corte preciso y libre de escorias. Para el

proceso de soldadura se utiliz electrodos E-6011.

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a. Corte de la plancha de acero galvanizado.

b. Tapa del fondo del tanque.

c. Corte del dimetro del desage.Fig. 11. Construccin de la tapa del fondo del tanque.

a. Tapa de fondo construido.

b. Soldadura de la tapa del fondo al tanque.

c. Tanque completo.Fig. 12. Construccin de la tapa del fondo del tanque.

Para que el tanque circular pueda convertirse en unmodelo experimental, fue necesario construir cincodesages desmontables, que permitan variar con relativafacilidad el dimetro del vrtice gravitacional. La Fig.13, muestra el proceso de construccin de los desages.

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a. Placa rectangular de acople entre el desage y elfondo del tanque.

b. Nivelacin de la placa con respecto al tubo deldesage.

c. Desage completo.Fig. 13. Construccin de los desages del tanque circular.

C. Construccin del soporte mecnico

Las Fig. 14 y 15, muestran el proceso de construccindel componente de soporte mecnico, que permitiranexar el tanque a la piscina del banco hidrulico. Para laconstruccin se utiliz tubo cuadrado de 0.05 m, como

base del soporte, y, tubo cuadrado de 0.04 m para laestructura rectangular del soporte.

a. Estructura del soporte mecnico.

b. Vista frontal del soporte mecnico.

c. Vista lateral izquierda del soporte mecnico.Fig. 14. Construccin del soporte mecnico del tanque.

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a. Aseguramiento del tanque al soporte mecnico.

b. Vista frontal del aseguramiento del tanque alsoporte.

c. Vista lateral izquierda del aseguramiento deltanque al soporte.

Fig. 15. Construccin del soporte mecnico del tanque.

III. INSTALACIN DEL TANQUE DEL SISTEMA DEHIDROGENERACIN BASADO EN VRTICE

GRAVITACIONAL.

Las Fig. 16, 17, y, 18, muestran el proceso deinstalacin del canal abierto, del tanque circular, y, delsoporte mecnico del sistema diseado y construido. El

sistema se anex a la piscina del banco hidrulico delDepartamento de Geologa, Minas, e, Ingeniera Civil dela UTPL.

a. Anexo del soporte mecnico a la piscina del bancohidrulico.

b. Anexo de tanque al soporte.

c. Aseguramiento del canal abierto a la salida delcanal del banco hidrulico.

Fig. 16. Instalacin del canal abierto, del tanque circular, y, del soportemecnico diseados y construidos, en el banco hidrulico delDepartamento de Geologa, Minas, e, Ingeniera Civil de la UTPL.

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a. Aseguramiento del canal al tanque.

b. Colocacin de pernos galvanizados en el acople deaseguramiento del canal abierto y el tanque.

Fig. 17. Instalacin del canal abierto, del tanque circular, y, del soportemecnico diseados y construidos, en el banco hidrulico delDepartamento de Geologa, Minas, e, Ingeniera Civil de la UTPL.

a. Colocacin de pernos galvanizados laterales en elacople de aseguramiento del canal abierto y el

tanque.

b. Colocacin del soporte del canal abierto.Fig. 18. Instalacin del canal abierto, del tanque circular, y, del soportemecnico diseados y construidos, en el banco hidrulico delDepartamento de Geologa, Minas, e, Ingeniera Civil de la UTPL.

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La Fig. 19, muestra el sistema instalado.

Fig. 19. Canal abierto, tanque y soporte mecnico, del sistema dehidrogeneracin de vrtice gravitacional.

IV. CONCLUSIONES

El diseo y construccin deltanque/reservorio/cuenca se convierte en el

parmetro de mayor importancia tomando encuenta que es en este donde comienza todo el

proceso de transformacin energa,considerando como punto de partida laformacin del vrtice gravitacional.

V. REFERENCIAS

[1] Preliminary Design of a Vortex Pool for ElectricalGeneration [Online]: Disponible en:http://images.sujate.multiply.multiplycontent.com/attachment/0/TrNF8AooCtQAADrsQLY1/Preliminary%20Design%20of%20a%20Vortex%20Pool%20for%20Electrical%20Generation.pdf?key=sujate:journal:57&nmid=496731140 [Consultado el 10 de enero del 2013].

[2] Planchas DIPAC PRODUCTOS DE ACERO [Online]:Disponible en: http://www.dipacmanta.com/images/pdf/descargas/catalogo_planchas.pdf [Consultado el 10 de enero del 2013].