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NotaPublicado: Mié Dic 01, 2010 10:02 am 
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Registrado: Dom Ago 09, 2009 10:52 am
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Ubicación: Badajoz (España)
Gracias por el enlace,
Todos los articulos que he leido hasta la fecha sobre la turbina tesla, señalan el punto crítico que posee su diseño ( deformación de los discos ) y me parece difícil de creer que cien años más tarde de su invención nadie haya dado con una solución viable pare aprovechar su alto rendimiento.

La clave como bien dices es conseguir mejorar el diseño para garantizar que nuestra turbina no va a desintagrar los discos a 20 o 30 mil rpm ( no debe ser muy divertido que digamos por no mencionar el peligro que ello tiene )

Voy a ver si consigo los programas que mencionas para derles un vistazo.
Viendo un video de Gyroscope.com se observa como mediante una valvula regula el caudal de aire que se introduce en la turbina y como ello influye en las rpm, con lo que me surge la duda de si el rendimiento de la turbina se ve modificado por el caudal, es lineal en función del caudal o sufre un crecimiento exponecial? Ya que no conozco mucho sobre el tema de generadores pero no se si será facil encontrar generadores que funcionen a tan altas rpm y lo de introducir una reductora no me parece buena idea por la perdida de rendimiento por los rozamientos y el posible mantenimiento que pueda acarrear.

Un saludo


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NotaPublicado: Jue Dic 02, 2010 7:48 am 
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Registrado: Sab Abr 15, 2006 9:48 pm
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Anda, ahora me entero de que en Gyroscope.com venden una turbina de 150W por el módico precio de 209libras. Supongo que hecha por uno mismo sería más barata.

En cuanto a lo del caudal, el rendimiento depende de muchos más factores. Si por una misma tobera (invariable) aumentas el flujo de masa, aumentará la velocidad y con ello la cantidad de energía que se puede extraer exponencialmente. En cambio si la velocidad es constante sería lineal. Pero vaya, esto es hablar por hablar, en la práctica habría que ver el diseño, porque igual aumentas el gasto másico y baja el rendimiento.

Yo lo que tengo claro es que estas turbinas para dar un rendimiento aceptable tienen que trabajar siempre en un mismo régimen de rpm. Dos posiciones on/off.

Saludos

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NotaPublicado: Dom Dic 05, 2010 9:39 am 
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Registrado: Sab Abr 15, 2006 9:48 pm
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Saludos

He estado indagando y probando varios diseños de toberas en CFD. Me he centrado en la admisión porque creo que es la parte que más influye en el rendimiento de la turbina en sí. La verdad es que me ha resultado más difícil de simular que una turbina axial o radial con aspas, todavía soy un novato con estos programas y ha quedado un poco chapucero porque lo hice muy rápido. De todos modos me ha permitido sacar algunas conclusiones importantes. No tengo las imágenes en este pc, pero si le interesan a alguien las subo.

Un buen diseño de la admisión reduce el rozamiento aerodinámico y las turbulencias, por ende, da lugar a un flujo más uniforme. Tal y como se puede ver en el estudio que colgué hace unos días, el problema del sistema clásico de una tobera es que el fluido que está en la zona exterior, pegando al cilindro, va frenando hasta que llega un momento en que los discos lo arrastran, cuando esta masa lenta da una vuelta y choca con el chorro que sale de la tobera, crea turbulencias y monta un caos que deja el rendimiento por los suelos. Esto, al parecer, es inevitable, pero he podido observar que reduciendo la diferencia de velocidad entre ellos disminuyen las turbulencias y la eficiencia aumenta cuantiosamente.

Es obvio que además de disminuir el coeficiente de rozamiento del cilindro para con el fluido, es necesario introducir el fluido de una forma lo más uniforme posible. Para ello hice varios modelos para meterlos en el simulador y el que mejor funcionó(muy bien además) fue uno como éste:
Imagen

Es una vista de perfil, el cilindro de la turbina está dividido en cuatro partes (en negro opaco), como se puede ver, una pieza con otra forman las toberas convergentes. En este caso cuatro, pero se pueden meter más o menos evidentemente. Todo eso va rodeado con otro cilindro que es donde entraría el fluido bajo presión (no tiene mayor historia). Las cuatro partes del cilindro se mecanizan una por una a partir de un tubo, es el modo más simple(de fabricar) que encontré para distribuir la admisión.

Solamente con ésta modificación el flujo traza una espiral más uniforme y con menos turbulencias, cuando el chorro mas lento (que sale de la tobera anterior) llega a la siguiente tobera no perturba tanto el flujo y tiende a ir hacia el centro formando una espiral más larga. Es importante reducir el espacio entre los discos y el cilindro, por lo menos en lo que he podido ver. La velocidad de los gases de escape baja tanto que aumenta la eficiencia hasta ponerse en el 39%, cuando el modelo de una sola tobera me arrojó un 27%. Claro que estos datos no sirven para otra cosa que para hacerse una idea. Los discos además sufren menos al no recibir un chorro concentrado en un área demasiado pequeña. Las toberas convergentes fueron calculadas de mala manera al igual que los ángulos de las toberas, las hice totalmente tangenciales al cilindro y parece que no es lo mejor, así que todavía queda por mejorar.

Me pica la curiosidad y solo por ver cómo funciona, si tengo tiempo en estas vacaciones monto una de estas con metacrilato y discos de disco duro supongo, alimentada con aire comprimido, por experimentar nada más.

Leo79, se me olvidó responderte acerca de lo del cálculo, yo utilizo la termodinámica básica que me han enseñado, que en esencia es cualquier libro de fundamentos de la termodinámica y algo de mecánica de fluidos.
Aquí tienes un pdf que quizás te sirva de ayuda:
http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:http://mtc-m17.sid.inpe.br/sid.inpe.br/mtc-m17%4080/2006/12.19.16.10
Pongo el enlace al caché de google porque la pag principal no funciona, de todos modos se llama "The tesla turbine revisited".
De todos modos, aunque dependiendo de la localización, yo tiraría antes por la eólica que por la solar.

Pd: No sé si a alguien más le interesará todo este bacalao, pero así por lo menos queda colgado por si le sirve de ayuda a alguien que busque info sobre esto.

Un saludo y espero comentarios!

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NotaPublicado: Sab Dic 11, 2010 9:47 pm 
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Registrado: Dom Ago 09, 2009 10:52 am
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Ubicación: Badajoz (España)
Hola

Gracias por la información, estos días estoy un poco liado pero no lo he dejado de lado, voy a indagar un poco sobre el programa de simulaciones que has comentado, si no he liedo mal, se denomina CDF a secas? o es una aplicación de otro programa? debe ser muy interesante aunque supongo que en una prueba real pueden existir ciertas variaciones, mi propósito es conseguir un conjunto capaz de generar en las condiciones más desfavorables (solsticio de invierno) unos 10kw, con lo que tendré que realizar unos cuantos cálculos para dimensionar la linea de concentradores necesaria en función del rendimiento de la turbina y el generador eléctrico ( esta es la idea, ya veremos si es viable en cuanto a costes se refiere )

Por cierto, además del rendimiento, crees que los discos de la turbina aguantarán un uso continuado sin presentar problemas por las deformaciones? supongo que habría que realizar una simulación a escala para ver la fatiga de los discos así como de los rodamientos¡

Un saludo


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