Artículos de investigación
Publicado 2019-12-11
Cómo citar
Generación de energía mediante una bomba funcionando como turbina en una conducción de abastecimiento de agua de Guanajuato. (2019). Acta Universitaria, 29, 1-14. https://doi.org/10.15174/au.2019.2512
Resumen
En el presente trabajo se obtiene la curva característica del funcionamiento de una bomba como turbina para calcular la energía que se puede generar en una conducción por gravedad desde dos presas hasta una planta de tratamiento de agua potable para abastecimiento de agua, la cual es suministrada con un caudal variable en función del consumo y se encuentra ubicada en la ciudad de Guanajuato, México. La curva característica se obtiene por medio de fórmulas empíricas y curvas experimentales de bombas propuestas por diversos autores, las cuales predicen el funcionamiento de la bomba operando como turbina. Las fórmulas se utilizan para conocer el punto de funcionamiento óptimo en el que puede trabajar la máquina, mediante las variables: caudal, carga hidráulica y eficiencia. Finalmente, en el caso de estudio, la energía generada por la bomba funcionando como turbina es de 90 626.35 kWh/año.
Referencias
- Alatorre-Frenk, C. & Thomas, T.H., (1990, September). “The pumps as turbine approachto small hydropowerâ€. World congress on Renewable Energy, 5–29. Reading
- Audisio A. O. (2002). Bombas utilizadas como turbinas. Universidad Nacional del Comahue., Neuquén, Argentina.
- Carvalho, N. (2012). Bombas de fluxo operando como turbina. Por que usá- las? Seção de Artigos Técnicos. PCH NotÃcias & SPH News. 4(12) 10-13. Disponible en: http://cerpch.unifei.edu.br/wp-content/uploads/revistas/revista-12.pdf
- Fecarotta, O., Carravetta, A., Ramos, H. M., & Martino, R., (2016) An improved affinity model to enhance variable operating strategy for pumps used as turbines, Journal of Hydraulic Research, 54(3), 332-341, doi: 10.1080/00221686.2016.1141804
- Grover, K. M., (1980). “Conversion of pumps to turbinesâ€. GSA International Corporation. Katonah, New York
- Hancock, J. W., (1963). “Centrifugal pump or water turbineâ€. pipe line news, 25–27.
- Krivchenko, G. I., Berlin, V. V., Muraviob., O. A., & Natarius, E. M. (1990). Recomendaciones para la utilización de bombas como turbinas (en ruso), 21. Moscú. Ed Infoenergo.
- KSB. (2018). Folleto de curvas caracterÃsticas. Bomba normalizada / Bomba de bloque. Etanorm/Etabloc. KSB SE & Co. KGaA, Frankenthal 08/02/2018.
- Lewinsky-Keslitz, H. P., (1987). Pumpen als turbinen fur Kleinkraftwerke. Wasserwirtschaft, 70(10), 531–537.
- Mijailov, L. P., & Feldman, B. N. (1989). Pequeña HidroenergÃa (en ruso). Moscú: Ed Energoatomizdat.
- Motwani, K. H., Jain, S. V., & Patel, R. N. (2013). Cost analysis of pump as turbine for pico hydropower plants - a case study. Procedia Engineering, 51, 721–726. doi:10.1016/j.proeng.2013.01.103
- Nautiyal, H., Varun, V., Kumar, A., & Yadav, S. Y. S. (2011). Experimental investigation of centrifugal pump working as turbine for small hydropower systems. Energy Science and technology, 1(1), 79-86. doi: 10.3968/j.est.1923847920110101.006.
- Ogayar, B., & Vidal, P. G. (2009). Cost determination of the electro-mechanical equipment of a small hydro-power plant. Renewable Energy, 34(1), 6-13. doi: 10.1016/j.renene.2008.04.039
- Orchard, B., & Klos, S. (2009). Pumps as turbines for water industry. World Pumps, 2009(8), 22-23. Doi: 10.1016/S0262-1762(09)70283-4
- Ortiz, R., & Abella, J. (2008). Máquinas Hidráulicas Reversibles Aplicadas a Microcentrales Hidroeléctricas. IEEE Latin America Transactions, 6(2).
- Páscoa, J. C., Silva, F. J., Pinheiro, J. S., & Martins, D. J. (2012). A new approach for predicting PAT-pumps operating point from direct pumping mode characteristics. Journal of Scientific and Industrial Research, 71(2), 144–148.
- Pérez, G. J., Cortés M., A., & Nevado S. S., (2010). Use of centrifugal pumps operating as turbines for energy recovery in water distribution networks. Two case study. Advanced Materials Research. 107, 87-92. Trans Tech Publications. Doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.107.87
- Pérez-Sánchez, M. (2017). Methodology for energy efficiency analysis in pressurized irrigation networks. Practical application (Tesis doctoral) Universitat Politècnica de València. Doi:10.4995/Thesis/10251/84012.
- Pérez-Sánchez, M., Simão, M., López-Jiménez, P., & Ramos, H. (2017). CFD Analyses and Experiments in a PAT Modeling: Pressure Variation and System Efficiency. Fluids, 2(4), 51, 1-17. doi:10.3390/fluids2040051
- Raman, N., Hussein, I., Palanisamy, K., & Foo, B. (2013). An experimental investigation of pump as turbine for micro hydro application. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 16(1), 1–6. Doi:10.1088/1755-1315/16/1/012064
- Romero-Marrero, L., Pérez-Sánchez, M., & López-Jiménez, P. A. (2018). Estimación de las curvas caracterÃsticas de operación de sistemas de impulsión operando como turbinas a partir de su curva motriz trabajando como bomba. IngenierÃa del Agua, Universitat Politècnica de València. 22(1), 15-26, doi:10.4995/ia.2018.7938.
- Schmiedl, E. (1988). Serien-Kreiselpumpen im Turbinenbetrieb. Pumpentagung: Karlsruhe, Germany.
- SIMAPAG (2017). Base de datos registrados por el Sistema Municipal de Agua Potable y Alcantarillado de Guanajuato.
- Stepanoff, A. J. (1957). Centrifugal and axial flow pumps: theory, design, and application. 462p. New York: Wiley.
- Williams, A. A. (1994). The turbine performance of centrifugal pumps: a comparison of prediction methods. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, 208(1), 59-66. Doi: 10.1243/PIME_PROC_1994_208_009_02
- Yang, S. S., Derakhshan, S. & Kong, F. Y. (2012) Theoretical, numerical and experimental prediction of pump as turbine performance, Renewable Energy. Elsevier Ltd, 48, 507–513. doi: 10.1016/j.renene.2012.06.002.