El presente trabajo de tesis consiste en el análisis aerodinámico de perfiles de
sustentación para un aerogenerador de tres álabes de eje horizontal con una potencia
de 3kW. El principal objetivo reside en la determinación y comparación de la eficiencia
aerodinámica de 4 perfiles de sustentación mediante método analítico para finalmente
evaluar el perfil de mayor eficiencia a través de simulación numérica por medio de
software CFD.
A través de la combinación de las teorías de cantidad de movimiento y del elemento del
álabe se logra desarrollar el método analítico que consiste en un proceso de cálculo
iterativo con el cual se analiza 4 perfiles aerodinámicos, en cada condición de operación
y en cada sección del álabe en las que se dividió. Esto lleva a obtener los parámetros
que definen el rendimiento aerodinámico para luego comparar los perfiles mediante las
curvas de coeficiente de potencia vs velocidad especifica de la punta del álabe
obteniéndose que el perfil de mayor eficiencia es el WORTMANN FX 60-126.
Luego de seleccionar el perfil más eficiente se procede a evaluar sus características
mediante simulación numérica a través del análisis de volúmenes finitos para flujo
externo en software CFD. Se presenta la metodología de trabajo para elaborar el
modelado, el mallado, las condiciones de contorno y el análisis de convergencia en el
modelo de turbulencia SST. Al obtener los resultados de potencia por simulación
numérica se comparan las curvas de rendimiento entre ambos métodos desarrollados,
concluyendo principalmente que el método analítico es un proceso de cálculo confiable
ya que la curva de eficiencia presenta la forma característica de campana para
aerogeneradores de eje horizontal. Como resultado se tiene que mediante la
comparación de las curvas de coeficiente de potencia vs velocidad específica en el perfil
seleccionado la variación del coeficiente de potencia es de aproximadamente 15% para
la mayor parte de las condiciones de operación.
Finalmente, se muestra la resolución de los fenómenos aerodinámicos donde se
observa el cambio de presión y velocidad del viento al atravesar el rotor, la resolución
del perfil de velocidad en la capa límite, las líneas de flujo y la turbulencia generada por
el paso de viento sobre el rotor, la diferencia de velocidades y presiones alrededor del
perfil aerodinámico que generan la fuerza de sustentación y finalmente la potencia.
Concluyéndose que el procedimiento desarrollado para la simulación numérica es
confiable ya que describe los fenómenos aerodinámicos esperados teóricamente. / Tesis
| Identifer | oai:union.ndltd.org:PUCP/oai:tesis.pucp.edu.pe:123456789/7397 |
| Date | 03 November 2016 |
| Creators | Povis Matos, Jorge Antonio |
| Contributors | Franco Rodríguez, Rosendo |
| Publisher | Pontificia Universidad Católica del Perú |
| Source Sets | Pontificia Universidad Católica del Perú |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis |
| Format | application/pdf, application/pdf |
| Source | Pontificia Universidad Católica del Perú, Repositorio de Tesis - PUCP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, Atribución-NoComercial-CompartirIgual 2.5 Perú, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/ |
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