Programa de predimensionament d’una turbina Francis

Abstract

Aquest treball final de màster presenta el desenvolupament d’una eina computacional per al predimensionament de turbines hidràuliques del tipus Francis, implementada mitjançant el llenguatge de programació MATLAB. L’objectiu principal és proporcionar una eina de càlcul senzilla però robusta que permeti, a partir de dades bàsiques d’entrada com el cabal, el salt net i la potència, estimar els principals paràmetres geomètrics i hidràulics de la turbina en la seva fase inicial de disseny. La metodologia ha combinat una revisió teòrica dels fonaments de les turbines Francis amb la digitalització i interpolació de gràfiques experimentals provinents de la bibliografia tècnica. El codi s’ha estructurat de manera modular i flexible, permetent l’ús de diferents conjunts de dades d’entrada i oferint una representació gràfica detallada dels resultats, incloent-hi els triangles de velocitats i les seccions del rodet. Els resultats obtinguts mostren una diferencia entre els valors teòrics i experimentals, amb errors relatius continguts entre un 2 i 10 % en la comparació amb el prototip de dues turbines. A més, s’ha demostrat que el programa és capaç d’identificar el tipus de rodet òptim (lent, normal o ràpid) en funció de la velocitat específica. En conclusió, el programa desenvolupat representa una eina útil tant en entorns acadèmics com professionals per al predimensionament inicial de turbines Francis. La seva estructura adaptable permet futures ampliacions per a altres màquines hidràuliques i reforça el coneixement tècnic al voltant del disseny hidràulic en l’àmbit de les energies renovables.