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Video Central Hidroeléctrica Parte 1.
Hola profe. @luis-ramos saludos nuevamente por aquí, ya entrando en la etapa final. Vengo a molestarle con los últimos 2 debates del curso.
1. En el cálculo de Condiciones iniciales se hace sin seleccionar modo de operación. Pero con el status de la turbina en Open. Supongo que en Tubina cerrada no se calcularían o los resultados serían distintos. A la vez se tiene elegido un operating Case por defecto. Pero creo que no influye al igual que ví que elegir el operating case no influye en nada o en casi nada si no se crea un Gate Pattern.
2. En todos los casos para generar los fenómenos transitorios se trabaja en función del Pattern (gate openning) que es el porcentaje de apertura de la compuerta a la turbina. Pero en el primer caso de carga, también hay una curva de torque. que inicia en un valor y termina desde los 21 sec hasta los 30 sec. En 0. En el caso del Gat, de 30sec a 40 sec es donde pasa de 100% a 0% y es donde se ven los efectos transitorios. Entonces mi pregunta es ¿qué papel desempeña entonces la curva de torque?.
3. En el caso de aceptación de carga. Al contrario a los anteriores de rechazo de carga lento y el caso de variación de carga. En este, no se encuentra la burbuja investigando de la tubería al nodo. Como en los casos de Admisión nodo 1, tubería 2 nodo 2, forzada nodo 3. Pero sí se presenta en tubería 2 nodo 1. Osea yendo en sentido contrario al de flujo. CUAL ES LA RAZÓN de ello. Esto se debe a como HAMMER analiza los sistemas? en dirección de la depresión? Y me da a creer de que a pesar de que gráficamente están unidos los nodos, cada tramo-nodo tiene un cálculo y una frontera y está aislado dentro del software y que las tuberías y nodos no se estudian como un continuo. Si los nodos 1 y 2 estuviesen más cerca el uno del otro, podrían presentar la misma burbuja? Ya que están a 40m de distancia entre ellos, y una burbuja de 10000lts en una tubería de 1.5mts, la burbujas es de apenas un par de metros de longitud.
Espero me haya hecho entender con mis preguntas, y como siempre muchas gracias profe. Feliz día.
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2 Respuestas
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Tutor
Piping
Hola @husseinhamdan , ya vas llegando al final 💪🏽
Vamos a ver esto:
1.
El cálculo de Condiciones Iniciales se realiza con el motor de WaterCAD/WaterGEMS que corre en segundo plano. Si el status de la turbina es “Closed”, el motor estacionario calcula un caudal de 0, lo que anula cualquier inercia inicial de la columna de agua. Necesitas que esté en “Open” para que exista un caudal y una pérdida de carga base.
El “Operating Case” es un parámetro que pertenece exclusivamente al motor de cálculo transitorio. Si no le proporcionas una función de forzamiento temporal (un “Gate Pattern” para simular el cierre de los álabes o una curva de torque/velocidad), el motor transitorio no tiene perturbación que calcular.
2.
Estás confundiendo el bloqueo físico del agua con la resistencia mecánica del eje. La curva de torque representa la carga de la red eléctrica conectada al generador. En un caso de rechazo de carga (Load Rejection), lo primero que ocurre es que la red eléctrica se desconecta (caída del torque a cero entre los 21 s y 30 s). Al desaparecer esa resistencia mecánica en el eje, el flujo de agua inercial empuja el rodete sin oposición y la turbina se desboca, disparando su velocidad rotacional.
El gobernador detecta esta sobrevelocidad y reacciona cerrando la compuerta (“Gate Pattern” de 30 s a 40 s) para evitar la destrucción mecánica del equipo.
Si omites la curva de torque, HAMMER no calcula la sobrevelocidad. Tratará el evento como un simple cierre controlado (un shutdown normal).
3.
Realmente HAMMER no aísla los nodos. Trata la tubería como un continuo. HAMMER utiliza el Método de las Características. Este método divide la tubería en una malla computacional basada en intervalos de tiempo y la celeridad de la onda de presión, definiendo tramos discretos:
La razón por la que ves la burbuja aguas arriba en un caso de aceptación de carga (apertura) es inercia. Al abrir la compuerta, requieres que la masa de agua acelere instantáneamente. La columna de agua aguas arriba se resiste a ese cambio de velocidad. Esto genera una onda de expansión (depresión masiva) que viaja hacia atrás a la velocidad del sonido en el agua. El agua literalmente es “succionada” más rápido de lo que la gravedad y la presión atmosférica pueden empujarla, reduciendo la presión local por debajo de la presión de vapor.
Sobre tu duda de la localización física de la burbuja: HAMMER utiliza el Discrete Vapor Cavity Model (DVCM), el cual matemáticamente concentra el volumen de vapor en los puntos de la malla. Hagamos los números de tu caso. Tubería de 1.5 m de diámetro: Área= 1.767m^2
Una burbuja de 10,000 litros (10 m3) ocupa físicamente una longitud de tubería de: L = 10/1.767 = 5.66m. Es físicamente imposible que una burbuja de 5.66 metros de longitud alcance simultáneamente dos nodos separados por 40 metros. La cavidad está localizada. Si los nodos estuvieran a 5 metros de distancia, el modelo sí propagaría el colapso al nodo adyacente.
Espero te ayude a aclarar los puntos. Saludos!
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Graduado
Iniciado
Hola profe. Nuevamente por aquí. Ya es la penúltima respuesta. Creo que ya estoy pesado con el tema jajajaja.
1. Entiendo profe. Y es lógico, pero en el caso del operating case (sea rechazo de carga, aceptación o carga variable), me refería que para el cálculo de la condiciones inciales no influye en nada. El estatus de la turbina Open o Closed sí.
2. cuando dice bloque físico se refiere usted al ducto y la compuerta de la turbina supongo. Pero digo en el tema sobre el cálculo del transitorio. No afecta en este caso considerar lo del rechazo de carga y la rotación del eje de la turbina. Entiendo que Hammer supongo calcula una velocidad de rotación utilizando la inercia que se incluye en la definición de la turbina. Y que con ella calcula la velocidad del eje. Y supongo pueden verse dichos valores. Y en función de eso nos daría una idea de cual debería ser la velocidad de cierre de la compuerta. Pero me refiero a que para el cálculo de las presiones producido por el agua se toma en cuenta es el gate pattern. No la curva de torque.
3. Copiado profe. Osea iba como ceca de la razón de por qué se ven donde se ve el fenomeno pero me lo deja más claro con el tema del momento de inercia y la resistencia del agua al cambio. Lo mismo me queda claro con el tema de la burbuja y de que asumí o le atiné al tema de que distintas burbujas salen en nodos distitnos por sus dimensiones la distancia entre nodos y las dimensiones de las burbujas pero de estar cerca los nodos puede presentarse la misma burbuja en varios nodos.
Muchísimas gracias. Un fuerte abrazo.
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