Please use this identifier to cite or link to this item:
http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/36833| Type: | Dissertação |
| Title: | Considerações teóricas entre dois sistemas de frenagem para bancada de testes de protótipos de rotores eólicos de pequeno porte |
| Title in English: | Theoretical considerations between two braking systems for bench test of prototype of small wind rotors |
| Authors: | Martins, Marcelo Albuquerque |
| Advisor: | Andrade, Carla Freitas de |
| Co-advisor: | Carneiro, Francisco Olimpio Moura |
| Keywords: | Engenharia mecânica;Energia eólica;Wind power;Braking;Eddy currents;Viscous effect |
| Issue Date: | 2018 |
| Citation: | MARTINS, Marcelo Albuquerque. Considerações teóricas entre dois sistemas de frenagem para bancada de testes de protótipos de rotores eólicos de pequeno porte. 2018. 70 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, 2018. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | O presente trabalho visou avaliar a aplicabilidade de dois tipos de sistemas de frenagem para uma bancada de testes de um laboratório didático de rotores eólicos, cujo atual sistema de frenagem é um freio a tambor. O primeiro sistema é um freio eletromagnético por efeito de correntes de Foucault, onde um eletroímã induz correntes elétricas sobre um disco de alumínio. O segundo sistema se baseia no efeito viscoso e foi concebido como um freio formado por um disco de alumínio paralelo à uma superfície lisa onde existe uma fina camada de fluido entre estes, de modo que o torque de frenagem é modificado pela mudança de altura na camada de fluido. Foi aplicado o modelo analítico desenvolvido por Wouterse (1991) para descrever o comportamento do freio eletromagnético, ao passo que o comportamento do freio por efeito viscoso foi descrito por um modelo desenvolvido a partir da Lei de Newton para escoamentos unidirecionais. Feito isto, foram testados protótipos de cada um dos freios, de modo que fosse possível comparar as medições experimentais às estimativas analíticas. Assim, obtendo-se como resultados, para o protótipo de freio eletromagnético, que os valores de torque de frenagem medidos foram, em média, 22,7% inferiores aos valores estimados analiticamente. E para o protótipo de freio por efeito viscoso, as estimativas de torque analíticas foram 52,7% inferiores aos valores de torque medidos no teste, em média. Além disso, foram calculados os requisitos mínimos de torque a serem alcançados pelos sistemas de freio para que possam ser aplicados adequadamente à bancada de testes para rotores eólicos. A partir disto, foi possível estimar que, caso fossem implementados à bancada de testes, os freios por efeito eletromagnético e por efeito viscoso produziriam torque máximo 2,81 e 3,54 vezes superior aos requisitos mínimos, respectivamente. |
| Abstract: | This paper aimed to evaluate the applicability of two types of braking systems to a test bench of an educational laboratory for wind rotors, whose current braking system is a drum brake. The first system is an eddy current brake, where an electromagnet induces electric currents on an aluminum disc. The second system is based on the viscous effect and was designed as a brake formed by an aluminum disc parallel to a smooth surface where there is a thin layer of fluid therebetween, so that the braking torque is modified by changing the height in the layer of fluid. The analytical model developed by Wouterse (1991) was applied to describe the behavior of the electromagnetic brake, whereas the behavior of the brake by viscous effect was described by a model developed from Newton's Law for unidirectional flows. After this, prototypes of each of the brakes were tested, so that it would be possible to compare the experimental measurements with the analytical estimates. Thus, for the electromagnetic brake prototype, the measured braking torque values were, on average, 22.7% lower than the values estimated analytically. And for the viscous-effect brake prototype, the analytical torque estimates were 52.7% lower than the torque values measured on the test, on average. In addition, the minimum torque requirements to be achieved by the brake systems have been calculated so that these systems can be properly applied to the test bench for wind rotors. From this, it was possible to estimate that, if they were implemented to the test bench, the brakes by electromagnetic effect and by viscous effect would produce maximum torque 2.81 and 3.54 times higher than the minimum requirements, respectively. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/36833 |
| Appears in Collections: | DEME - Dissertações defendidas na UFC |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 2018_dis_mamartins.pdf | Dissertação de Marcelo Albuquerque Martins | 2,18 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.