Archimedes Turbine Numerical Simulation Using the Openfoam Software

Reis, Maurício Guilherme Alves dos; Carvalho, Solidônio

doi:10.26678/abcm.encit2018.cit18-0413

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“…A simple power plant that can be applied to traditional fishing boats is the Archimedes screw turbine, this turbine is fish-friendly and also relatively inexpensive to manufacture [7]. One way that can be done to increase the efficiency of this turbine is to use pumped storage [8], in other words, take advantage of the water flow along with the speed of the ship.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modification of Traditional Fishing Boat Outriggers into a Simple Electric Power Plant

Nikmatullah,

Baharuddin,

Zulkifli

et al. 2023

ISMATECH

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The outrigger is one of the components of the boat attached to the outside of the boat. Outrigger has a fairly vital function because it can make the boat stable when fishermen do activities at sea. This study aims to determine the potential of electrical energy that can be generated in the outrigger. In this study, the outrigger shape was modified so that the water flow could be directed into the outrigger cylinder and rotate the turbine to produce electrical energy. This modification was carried out without eliminating the main function of the outrigger supporting the stability of fishing boats. The electrical energy produced is stored in the battery to be used as a source of electricity for lighting at night. The results of this study indicate that the electrical energy produced by outriggers can be used as a source of lighting for traditional fishing boats. However, further research is still needed to determine the loss of ship resistance with this modification.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modification of Traditional Fishing Boat Outriggers into a Simple Electric Power Plant

Nikmatullah,

Baharuddin,

Zulkifli

et al. 2023

ISMATECH

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“…Entre os ângulos ϕ 2 e ϕ 3 , considera-se que δH é constante e igual a (P/N ) sen (β). Essa aproximação produz resultados satisfatórios, entretanto alguns autores observaram que normalmente δH é variável ao longo do parafuso (DELLINGER et al, 2018;REIS;CARVALHO, 2018). Substituindo a Eq.…”

Section: Vazamento Entre As Pás E a Calhaunclassified

“…Fazendo essa substituição na Eq. (3.100), chega-se a equação proposta por Muysken (1932) para calcular o vazamento pelas frestas: RORRES, 2013;ROHMER et al, 2016;REIS;CARVALHO, 2018), entretanto sua desvantagem é necessitar de um coeficiente de descarga (µ A ) para ajustar a velocidade na fresta. No presente trabalho, propõe-se que a velocidade do escoamento na fresta seja calculada através de modelagem numérica.…”

Section: Vazamento Entre As Pás E a Calhaunclassified

Simulação numérica e otimização da eficiência hidráulica e da potência mecânica da turbina de Arquimedes

Reis¹

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RESUMOO propósito deste trabalho foi desenvolver uma metodologia para otimização da eficiência hidráulica e da potência mecânica da turbina de Arquimedes. Para isso, utilizou-se dinâmica de fluidos computacional juntamente com modelos analíticos e empíricos para se calcular os parâmetros de interesse da turbina. Um algoritmo computacional foi desenvolvido através da linguagem Python que, por sua vez, executa os softwares SALOME, OpenFOAM e o método BOBYQA, o qual consiste em aproximações iterativas da função objetivo por meio de curvas quadráticas. As equações analíticas e empíricas empregadas foram derivadas de modelos existentes na literatura e aplicadas na determinação do vazamento pelas frestas entre as pás móveis e a calha fixa da turbina. A simulação numérica desse tipo de vazamento exige grande refinamento localizado, devido à alta razão entre o diâmetro das pás e a largura da fresta. Assim, durante as simulações numéricas as frestas foram desconsideradas do domínio computacional e, para corrigir as soluções, subtraiu-se o vazamento pré-estimado da vazão total da turbina. Primeiramente, foram validados os resultados referentes ao vazamento por frestas, os quais apresentaram boa concordância com dados da literatura. Um estudo de caso permitiu ajustar as curvas desse vazamento em função do diâmetro da turbina de Arquimedes. Concluiu-se que a perda de eficiência devido a esse efeito foi mais significativa em turbinas com menores diâmetros e com maiores inclinações. As potências mecânicas e as eficiências hidráulicas calculadas nas simulações numéricas da turbina de Arquimedes foram próximas de dados numéricos e experimentais existentes na literatura. Observou-se que a perda de potência por efeitos viscosos aumentou em altas rotações. Além disso, o aumento da rotação também reduziu o preenchimento da turbina, causando refluxos na descarga e perda de eficiência. Por outro lado, baixas rotações elevaram o preenchimento e causaram perdas por sobrepreenchimento. As otimizações com uma variável necessitaram de até sete iterações para determinar pontos ótimos e as multiparamétricas, até quatorze iterações. A maior eficiência hidráulica determinada foi de 88,2%. Observou-se também que as maiores eficiências hidráulicas ocorreram em níveis de preenchimento próximos a 40% na entrada do parafuso. Em tais condições, os vazamentos por sobrepreenchimento foram eliminados ou reduzidos, o que contribuiu para o aumento da eficiência da turbina de Arquimedes.

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Archimedes Turbine Numerical Simulation Using the Openfoam Software

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Modification of Traditional Fishing Boat Outriggers into a Simple Electric Power Plant

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Simulação numérica e otimização da eficiência hidráulica e da potência mecânica da turbina de Arquimedes

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