Estudo da sucção no controle da separação da camada limite em perfis para turbinas eólicas (2015)
- Autores:
- Autor USP: RIVERA, WILLIAM GOMEZ - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Assuntos: VÓRTICES DOS GASES; TURBINAS; ENERGIA EÓLICA; AERODINÂMICA DE AERONAVES
- Idioma: Português
- Resumo: Nas últimas décadas o uso da energia eólica tem apresentado uma maior participação na matriz energética mundial. Como consequência, o tamanho das turbinas eólicas tem aumentado, procurando aproveitar uma quantidade maior de vento e em alturas onde a velocidade é menos afetada pela turbulência atmosférica. Isto gera custos maiores devido ao investimento em novos materiais e tecnologias de fabricação. O projeto de novos perfis aerodinâmicos e o desenvolvimento de técnicas de controle da camada limite têm providenciado melhoras na eficiência aerodinâmica das turbinas, permitindo o aprovei- tamento de ventos com velocidade média menor, diminuição do efeito da turbulência e conservação do tamanho atual das pás. Uma das técnicas estudadas para o incremento da eficiência aerodinâmica de perfis é a sucção da camada limite, cujo intuito é ampliar a região laminar do escoamento ou adiar a separação deste. Diversos estudos no campo da aviação têm sido desenvolvidos, mostrando resultados promissórios na diminuição do arrasto e aumento da sustentação, mas ainda sem uso comercial. Neste estudo objetivou- se o uso da sucção da camada limite e a combinação desta com geradores de vórtice a fim de controlar a separação em um perfil NREL-S809 de uso típico na construção de pás para turbinas eólicas. Assim, foram projetadas três faixas de material perfurado distribuídas no extradorso de um modelo para análise bidimensional, desde o bordo de ataque até 80% da corda. Ensaios aerodinâmicos foram realizados no túnel de vento do Laboratório de Aeronaves da Escola de Engenharia de São Carlos - USP. O ar da camada limite foi sugado através da superfície e os coeficientes de sustentação, arrasto e momento foram medidos. Os resultados foram comparados com o comportamento do perfil base e geradores de vórtice localizados em 10% da corda. O efeito dos geradores de vórticetambém foi combinado com aquele produzido pela sucção. Os resultados mostraram que succionar a camada limite aumenta a sustentação principalmente em ângulos de ataque onde a separação é evidente. O efeito da sucção no bordo de ataque adiou ou suavizou o estol, mas apresentou maior sensibilidade à presença dos furos quando a sucção foi desligada. Encontrou-se que a sucção é mais eficiente quando a região ele sucção é anterior à separação. Neste sentido sucção na parte média da corda (50 < x/c < 65%) apresentou os melhores resultados quando foi analisado o coeficiente de eficiência em função do coeficiente de sustentação. Este comportamento se mantém ainda para a combinação de sucção e geradores de vórtice, mas preservando muitas das caraterísticas do uso independente destes. Medições da distribuição do coeficiente de pressão no extradorso, mostraram que a sucção distribuída e aplicada em uma região afeta a totalidade da superfície do perfil. Comparações do perfil de velocidades na esteira do bordo de fuga indicaram que o arrasto de forma aumenta quando são usados os geradores de vórtice e diminui quando a sucção é aplicada
- Imprenta:
- Local: São Carlos
- Data de publicação: 2015
- Data da defesa: 06.02.2015
-
ABNT
GÓMEZ RIVERA, William. Estudo da sucção no controle da separação da camada limite em perfis para turbinas eólicas. 2015. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-26072016-102229/. Acesso em: 18 abr. 2024. -
APA
Gómez Rivera, W. (2015). Estudo da sucção no controle da separação da camada limite em perfis para turbinas eólicas (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-26072016-102229/ -
NLM
Gómez Rivera W. Estudo da sucção no controle da separação da camada limite em perfis para turbinas eólicas [Internet]. 2015 ;[citado 2024 abr. 18 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-26072016-102229/ -
Vancouver
Gómez Rivera W. Estudo da sucção no controle da separação da camada limite em perfis para turbinas eólicas [Internet]. 2015 ;[citado 2024 abr. 18 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-26072016-102229/
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