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Title in Portuguese: Fabricação de protótipo de desempenho de turbinas HAWT.
Title: HAWT turbine performance prototype manufacturing.
Author: Nascimento, Yan Nunes
Advisor(s): Wehmann, Claus Franz
Keywords: Aerogeradores de pequeno porte
Aerogeradores
Pequeno porte
Construção de pás
Madeira balsa
Issue Date: 2018
Citation: NASCIMENTO, Yan Nunes. Fabricação de protótipo de desempenho de turbinas HAWT. 2018. 55 f. Monografia (Graduação em Engenharia de Energias Renováveis) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: A construção de pás de aerogeradores para testes em laboratório exige certo cuidado durante sua fabricação. Todas as partes devem possuir determinados padrões especificados de tamanho, torção, e rugosidade para que se tenha um estudo mais próximo da realidade. O Laboratório de Aerodinâmica e Mecânica dos Fluidos Computacional (LAERO) da Universidade Federal do Ceará utiliza constantemente protótipos de pás para estes testes. Neste trabalho é apresentado uma forma de confecção de pás baseada em madeira balsa e vinil para posterior comparação com outro método utilizado como a produção através de molde e resina. Foram, inicialmente, dimensionados e desenhados os perfis das pás nos softwares SDPA e Solidworks; fabricadas em madeiras balsas; montado esqueleto; e, por fim, tudo foi coberto com madeira de menor espessura e finalizado com vinil. Posteriormente, foi feito teste de geração de potência mecânica através do uso de um transdutor de torque e rotação e de um anemômetro. Os resultados relacionados à construção foram positivos se analisados ao modelo de comparação por moldes pelo fato de o peso das pás ser menor e pela maior resistência conferida à estrutura por meio da longarina. No que tange aos dados, estes foram condizentes em relação à potência versus velocidade do vento, visto que esta variou entre 3 e 7 m/s enquanto a potência de saída se manteve entre 0,2 e 1,2 W. Quanto aos dados das adimensionais de coeficiente de potência e velocidade específica, com o primeiro variando de 0,005 até 0,055 e o outro variando de 0,1 até 0,7, o arranjo dos sensores de rotação, torque e velocidade do vento, além do local de teste que foi em dentro do próprio LAERO não eram adequados para que se chegasse ao valor máximo de lambda previsto pelo projeto da pá, λp.
Abstract: The construction of wind turbine blades for laboratory testing requires some care during manufacturing. All parts must have certain specified patterns of size, twisting, and roughness to have a study closer to reality. The Laboratory of Aerodynamics and Computational Fluid Mechanics (LAERO) of the Federal University of Ceará constantly uses blade prototypes for these tests. This work presents a way of making blades based on balsa wood and vinyl for later comparison with another method used as production through mold and resin. The profiles of the blades were initially designed and designed in the software SDPA and Solidworks; made from wooden rafts; mounted skeleton; and finally, everything was covered with thinner wood and finished with vinyl. Subsequently, a mechanical power generation test was performed using a torque and rotation transducer and an anemometer. The results related to the construction were positive if analyzed for the model of comparison by molds because the weight of the blades is smaller and the greater resistance imparted to the structure by means of the spar. Regarding the data, these were consistent with the power versus wind speed, since this varied between 3 and 7 m/s while the output power remained between 0.2 and 1.2 W. As for the dimensionless data of power coefficient and specific velocity, with the first varying from 0.005 to 0.055 and the other ranging from 0.1 to 0.7, the arrangement of the rotation, torque and wind velocity sensors in addition to the location of the test that was inside the LAERO itself were not adequate to arrive at the maximum value of lambda predicted by the blade design, λp.
Abstract in Spanish: La construcción de palas de turbina eólica para pruebas de laboratorio requiere un poco de cuidado durante su fabricación. Todas las partes deben tener ciertos estándares de tamaño, torsión y rugosidad especificados para un estudio más detallado. El Laboratorio de Aerodinámica y Mecánica de Fluidos Computacional (LAERO) de la Universidad Federal de Ceará utiliza constantemente prototipos de paleta para estas pruebas. En este trabajo, se presenta una forma de fabricación de cuchillas a base de balsa y vinilo para su posterior comparación con otro método utilizado como producción de moldes y resinas. Inicialmente, los perfiles de cuchilla se diseñaron y diseñaron en software SDPA y Solidworks; hecho de maderas de balsa; esqueleto montado; y finalmente todo se cubrió con madera más delgada y se terminó con vinilo. Posteriormente, se realizó una prueba de generación de energía mecánica utilizando un transductor de par y rotación y un anemómetro. Los resultados relacionados con la construcción fueron positivos si los analiza el modelo de comparación por moldes porque el peso de las cuchillas es menor y la mayor resistencia conferida a la estructura por el larguero. Con respecto a los datos, estos fueron consistentes con respecto a la potencia versus la velocidad del viento, ya que variaba entre 3 y 7 m / s, mientras que la potencia de salida permanecía entre 0.2 y 1.2 W. dimensiones del coeficiente de potencia y velocidad específica, con la primera de 0.005 a 0.055 y la otra de 0.1 a 0.7, la disposición de los sensores de rotación, par y velocidad del viento, además del sitio de prueba que fue y dentro de LAERO no fueron adecuados para alcanzar el valor lambda máximo predicho por el diseño de la cuchilla, λp.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/45657
metadata.dc.type: TCC
Appears in Collections:ENGENHARIA DE ENERGIAS RENOVÁVEIS - Monografias

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