Análisis experimental de las fluctuaciones de presión para un prototipo de bomba-turbina en diferentes condiciones de operación

Resumen Las fluctuaciones de presión son una de las inestabilidades cruciales perjudiciales para la operación estable de las bombas-turbinas. Las fluctuaciones son periódicas y estocásticas. Existen naturalmente en todo tipo de condiciones de operación y no pueden ser eliminadas. Se han realizado muchos estudios sobre las fluctuaciones de presión para bombas-turbinas. Sin embargo, el análisis detallado de las características de los prototipos es relativamente raro y necesita una mayor investigación. En este estudio, se han montado seis sensores de presión desde la entrada espiral hasta la salida del tubo de aspiración en un prototipo de bomba-turbina. Los valores de presión registrados para estos sensores fueron analizados en cuatro condiciones de operación diferentes, desde el 25% hasta el 100% de las cargas de BEP (Punto de máxima eficiencia). Los resultados muestran que las fluctuaciones relativas del espacio sin álabes son solo del 2.8% en carga de BEP, lo que indica que la operación del prototipo es estable en la potencia nominal. Sin embargo, para condiciones fuera de diseño, la amplitud de las frecuencias dominantes se ve altamente incrementada. La amplitud es aproximadamente 18 veces mayor a cargas del 25% en comparación con la de carga BEP. Además, las frecuencias dominantes en la entrada del tubo de aspiración se caracterizan por componentes de baja frecuencia que se originan en la cuerda de vórtice. El trabajo actual proporciona una comprensión preliminar de la inestabilidad en un prototipo de bomba-turbina y puede ser utilizado como referencia para minimizar los efectos negativos de las fluctuaciones de presión.