Análisis Vibracional Por Medio De Elementos Finitos De Una Turbina De La Planta Hidroeléctrica De La Ciudad De San José De Chimbo

Análisis Vibracional por medio de elementos finitos de una turbina de la Planta Hidroeléctrica de la ciudad de San José de Chimbo
Escuela Politécnica del Ejército Carrera de Ingeniería Mecatrónica Edgar Cruz J. Ana María Sempértegui. Abstract The location is performing this study is in the power plant of San Jose de Chimbo and includes a detailed knowledge of the machines that make up the plantin special items that wear out, we rely on turbines that are our goal. For a full study will determine the maximum points of failure and which should be more careful in the analysis, also be obtained by simulation and the direct method the natural frequencies of oscillation of the turbine. To which will be used with SOLIDWORKS and MATLAB simulation analysis in COSMOS. And finally analyze theconsequences to breaking a blade of the turbine. Resumen El lugar donde se va a realizar este estudio es en la planta de generación eléctrica de San José de Chimbo y comprende un conocimiento detallado de las maquinas que componen la planta en especial de los elementos que se desgastan, nos basamos en las turbinas que son nuestro objetivo. Para tener un estudio completo se determinaran los puntos defalla máximo y en los cuales se deba tener más cuidado en el análisis, además se obtendrá por medio de simulación y del método aproximado las frecuencias naturales de oscilación de dicha turbina. Para lo cual se utilizará MATLAB y SOLIDWORKS con su análisis de simulación en COSMOS. Y por último se analizará las consecuencias ante la ruptura de algún alabe de dicha turbina.

Palabras clave:Turbina, elementos finitos, Chimbo, alabe, viga. 1. Introducción Los métodos numéricos son técnicas utilizadas para realizar aproximaciones de la realidad, o modelos matemáticos que tratan de representarlos; donde uno de los que más auge a tomado es el de los elementos finitos, que gracias al gran avance de las computadoras a facilitado su aplicación en casi todos los campos del conocimiento humano,especialmente en la ingeniería. La aplicación que se presentará en este documento concierne al campo de las vibraciones mecánicas, este estudio se refiere al movimiento oscilatorio de los cuerpos y las fuerzas debidas a ellos. Pero es pertinente definir que todos los cuerpos que poseen masa y elasticidad son capaces de vibrar, por lo tanto la mayoría de la maquinaria y las estructuras presentan ciertogrado de vibración y para su diseño se debe tomar muy presente esta conducta oscilatoria. Por lo tanto el uso de elementos finitos para definir un rango de frecuencias, entre las cuales tendremos la frecuencia natural de oscilación del elemento a analizar, estos resultados serán comparados además por medio de un programa realizado en MATLAB que aproximará la respuesta real, y con estos resultadosayudarnos para poder ofrecer un análisis en tiempo real ante posibles fallas en la turbina analizada, y obtener un plan predictivo eficiente que ayude proporcionarnos información sobre problemas que se presenten en esta con anterioridad, ayudando con esto económica como productivamente a la planta y la generación que esta ofrece.

2. Descripción del problema El caso para realizar este análisises proponer un mantenimiento predictivo predictivo[1] en esta planta para evitar las fallas, es decir las fracturas indeseables en algún momento imprevisto lo que provocaría pérdidas a la empresa por detenciones de la maquinaria que se encuentra en trabajo. quinaria Por lo general las maquinas trabajan las 24 horas, y el mantenimiento que se realiza es preventivo, es decir solo en una época delaño, que es en estiaje cuando las máquinas dejan de funcionar a su máxima capacidad. La potencia generada por esta a planta de la Empresa Eléctrica de Bolívar 1.2MW, estas son unas turbinas de tipo FRANCIS de eje horizontal como la que se muestra en la figura 1, el acoplamiento se , lo realiza por medio de bandas entre la turbina y el generador eléctrico como se observa en la figura 2. Una de las...