Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10198/12708
Título: Desenvolvimento de pás eólicas em materiais sustentáveis
Autor: Araújo, Daniel Filipe
Orientador: Ribeiro, Luís Frölén
Palavras-chave: Concentrador-difusor
Pás aerodinâmicas
BEM
Data de Defesa: 2015
Resumo: Esta dissertação apresenta um passo na transformação de um aerogerador já existente, num aerogerador mais sustentável, sendo o foco a construção das pás através do BEM (Blade Element Method). Pretende-se que as pás sejam construídas com materiais sustentáveis. Foram determinados os coeficientes e forças aerodinâmicas das pás contruídas num túnel aerodinâmico, nomeadamente as forças de sustentação e resistência, tendo sido obtidos, após várias tentativas de impressão 3D dos modelos, resultados bastante promissores. As pás impressas foram sujeitas a velocidades entre os 4,3 m/s e 19,3 m/s, e a diferentes ângulos de ataque, variando os mesmo entre -20º e 30º. Foi testada a teoria do casamento de perfis, para se poder extrair o maior rendimento possível da pá final construída. Devido ao fato de esta mesma teoria não ser totalmente compatível com o BEM, a pá final apresentou alguns erros críticos, apresentando uma depressão entre os perfis escolhidos, sendo matéria de estudos futuros. Foram modeladas digitalmente duas pás com os perfis NACA 2414 e NACA 4415 para serem testadas no túnel e, após a sua impressão 3D e com base nos valores obtidos dos testes, foram modeladas aquelas que são consideradas as finais. O perfil NACA 2414 apresenta melhor desempenho a velocidades de vento mais baixas, sendo que possui o melhor desempenho para um número de Reynolds de 45632 e para um ângulo de ataque de 10º. Quanto ao perfil NACA 4415, o melhor desempenho obtém-se para o mesmo número de Reynolds, sendo que o melhor ângulo de ataque será 15º. Este mesmo perfil é mais adequado para velocidades de vento mais elevadas.
This dissertation presents a step in the transformation of an existing wind turbine, into a more sustainable turbine, being the focus the construction of aerodynamic blades throught BEM. It is intented that the blades are constructed with sustainable materials. The aerodynamic characteristics of the constructed blades were tested in an aerodynamic wind tunnel, in particular the lift and drag forces, having been obtained, after several print 3D models attempts, promising results. The printed blades were subjected to speeds between 4.3 m/s and 19.3 m/s and different angles of attack, between -20° and 30°. It was tested the wedding theory profiles, to be able to extract the highest possible efficiency of the final blade constructed. Due to the fact that this same theory is not fully compatible with the BEM, the final aerodynamic blade made exhibit some critical errors, presenting a depression between the choosen profiles, being theme of future works. Two blades were digitally modelled with the NACA 2414 and NACA 4415 profiles and further tested in the tunel and, after the 3D print and base on the obtained results, it were modelated those that are considered the finals. The NACA 2414 profile presents a better performance at lower wind speeds, having the better performance at an Reynolds number of 45632 and an attack angle of 10º. As NACA 4415 profile, the bettet performance is obtained at the same Reynolds number, being the better attack angle 15º. This profile is more appropriate to higher wind speeds.
URI: http://hdl.handle.net/10198/12708
Designação: Mestrado em Energias Renováveis e Eficiência Energética
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