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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:
  • Data da defesa: 06.02.2015
  • Acesso à fonte
    Como citar
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    • ABNT

      GÓMEZ RIVERA, William; CATALANO, Fernando Martini. Estudo da sucção no controle da separação da camada limite em perfis para turbinas eólicas. 2015.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-26072016-102229/pt-br.php >.
    • APA

      Gómez Rivera, W., & Catalano, F. M. (2015). Estudo da sucção no controle da separação da camada limite em perfis para turbinas eólicas. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-26072016-102229/pt-br.php
    • NLM

      Gómez Rivera W, Catalano FM. Estudo da sucção no controle da separação da camada limite em perfis para turbinas eólicas [Internet]. 2015 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-26072016-102229/pt-br.php
    • Vancouver

      Gómez Rivera W, Catalano FM. Estudo da sucção no controle da separação da camada limite em perfis para turbinas eólicas [Internet]. 2015 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-26072016-102229/pt-br.php

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