CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / A constÃncia dos ventos brasileiros, e a necessidade de amenizar a demanda das grandes cidades encontraram na energia eÃlica uma forte parceira. Como uma alternativa na produÃÃo de energia elÃtrica, condomÃnios e prÃdios modernos, alÃm de algumas aplicaÃÃes rurais, tÃm recorrido Ãs turbinas eÃlicas de pequeno porte como uma alternativa para sanar suas necessidades. Contudo, a maioria da tecnologia encontrada no mercado à importada e nÃo foi desenvolvida exclusivamente para aplicaÃÃes no Brasil. A ferramenta mais importante na aerodinÃmica experimental à o tÃnel de vento. Experimentos controlados em escala fornecem um grande nÃmero de dados confiÃveis, alÃm de fornecer seguranÃa a quem o manuseia. Dada a sua importÃncia, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento, a prototipagem, e conhecer o comportamento de um rotor de turbina eÃlica em escala sujeito a testes em tÃnel de vento e comparar os resultados obtidos com os presentes na literatura para um protÃtipo em escala real. Para tanto, faz necessÃrio o uso de tÃcnicas de correÃÃo de efeitos de bloqueio de tÃnel de vento. Foi projetado e fabricado 4 conjuntos de rotores com valores de velocidade especÃfica de ponta de 6 atà 9 (λp=6, 7, 8 e 9). Os testes foram conduzidos em um tÃnel de vento onde foram coletados dados de velocidade de escoamento livre, velocidade de escoamento com a turbina em operaÃÃo, alÃm de medidas de velocidade angular e torque gerado pelas pÃs, com a finalidade de conhecer a curva de potÃncia de cada rotor. Foi observado que em situaÃÃes de escoamento em que as rotaÃÃes nÃo sejam representativas (o suficiente para atingir valores superiores ao intervalo de λ entre 3 e 5,6), indica-se um projeto com λp=6. Jà em situaÃÃes nas quais os valores de λ oscilam entre 4,7 e 7,3, λp=7 mostrou-se mais eficiente. Jà λp=9 mostrou-se nÃo vantajoso em comparaÃÃo aos demais projetos. Ao comparar os dados obtidos neste trabalho com os da literatura e do BEM, pode-se afirmar que o estudo de turbinas eÃlicas em tÃnel de vento à bastante confiÃvel. / The constancy of Brazilian winds and the need to mitigate the demand of large cities have found in wind energy a strong partner. As an alternative for the production of electrical power, modern buildings and condominiums, plus some rural applications, have resorted to small wind turbines as an alternative to solve your needs. However, most of the technology found in the market is imported and has not been developed exclusively for applications in Brazil. The most important tool in experimental aerodynamics is the wind tunnel. Scale controlled experiments provide a large number of reliable data, besides providing security to those who handle. Given its importance, this paper aims at the development, prototyping, and understands the behavior of a wind turbine rotor scale subjected to wind tunnel tests and compares the results with those in the literature for a prototype scale real. Therefore, it required the use of correction techniques blockage effects of the wind tunnel. It was designed and manufactured 4 sets of rotors with values specific tip speed of 6 to 9 (λp=6, 7, 8 e 9). The tests were conducted in a wind tunnel where velocity data free stream, stream velocity with the turbine in operation, and angular speed and torque generated by the blades, was collected in order to know the curve of each rotor. It was observed that in situations where the
flow speeds are not representative enough to reach the higher values of λ range between 3 and 5,6, indicates a design with λp=6. Already in situations where the values of λ ranging between 4,7 and 7,3, λp=7 proved to be more efficient. Have λp=9 proved to be no advantage in comparison to other projects. By comparing the data obtained in this work with the literature and the BEM, it can be stated that the study of wind turbines in a wind tunnel is quite reliable.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:7875 |
| Date | 28 March 2014 |
| Creators | Marco Antonio Bezerra Diniz |
| Contributors | Paulo Alexandre Costa Rocha, Carla Freitas de Andrade, Daniel Albiero |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia MecÃnica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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