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El cortocircuito hidráulico (HSC) ha ganado una amplia atención como un enfoque novedoso para mejorar la flexibilidad de las plantas de energía de almacenamiento por bombeo (PSPPs). Este documento investiga las características de flujo y estructurales de tubos bifurcados en PSPPs, realizando simulaciones numéricas bajo múltiples condiciones de operación en modos de bombeo, generación y HSC. Las simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) indican que el patrón de flujo se deteriora significativamente bajo el modo HSC, con la pérdida de energía aumentando notablemente a medida que aumenta la relación de división de flujo (FSR), aunque alcanzando un máximo de solo el 1.2% de la energía total. Impulsados por flujo secundario, un par de vórtices de Dean en contrarrotación se desarrolla desde el tubo principal aguas arriba hacia la rama de generación a medida que aumenta la FSR. La tasa de producción de entropía revela los mecanismos de disipación de energía en la región de flujo principal, a saber, la interacción de cizallamiento entre el flujo de salida de alta velocidad y el flujo de vórtice de baja velocidad, junto con la disipación viscosa dentro de los vórtices de Dean. Además, los resultados de simulación de interacción fluidos-estructura (FSI) confirman que la confiabilidad estructural del tubo bifurcado se asegura bajo el modo HSC, ya que la carga dominante proviene de la alta presión estática del reservorio aguas arriba, con las cargas de impacto del fluido jugando un papel relativamente insignificante. Este estudio proporciona una base teórica para la operación práctica del cortocircuito hidráulico con respecto al rendimiento y la seguridad de un tubo bifurcado.
Xia et al. (jue,) estudiaron esta cuestión.