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https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/4720| Tipo: | Monografia |
| Título: | Análise em CFD do escoamento de ar sobre as pás de uma turbina eólica de eixo horizontal |
| Autor(es): | Paris, Felipe Antonio |
| Primeiro Orientador: | Ribeiro, Marcelo Correa |
| Primeiro membro da banca: | Dervanoski, Adriana |
| Segundo membro da banca: | Hartmann, Marília Teresinha |
| Resumo: | O aperfeiçoamento de equipamentos fluidodinâmicos tem se tornado um dos grandes objetivos da engenharia nos últimos anos. Para aprimorar este tipo de equipamento, engenheiros de diferentes áreas tem utilizado duas abordagens distintas: a realização de ensaios experimentais e a simulação computacional. No âmbito das técnicas computacionais, pode-se destacar a ferramenta Ansys Student Fluent que utiliza a técnica Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) para solucionar problemas de escoamento de fluidos. Nesse trabalho foi apresentada uma análise do perfil de escoamento de ar sobre as pás de uma turbina eólica de eixo horizontal. O perfil aerodinâmico adotado para a análise corresponde as pás do modelo comercial de aerogerador da General Eletric GE 1.5 Xle. A simulação foi construída considerando um vento de corrente livre de 12 m/s admitindo até 5% de intensidade turbulenta. As escalas de turbulência presentes no escoamento foram resolvidas através do modelo k-𝜔 SST (Shear Stress Transport). Os resultados obtidos foram validados por meio de soluções analíticas para os parâmetros de velocidade de ponta de pá e o coeficiente de potência. O erro médio apresentado para os valores de velocidade de ponta de pá foi de 0,0001%. Os valores de torque obtido por meio de simulação para o maior nível de refinamento de malha, resultam em um valor no coeficiente de potência próximo ao estabelecido pelo fabricante, no valor de 26,7%, o que representa um erro aproximado de 11%. |
| Abstract/Resumen: | The improvement of fluidynamics equipment has become one of the main goals of engineering in the last years. For the improvement of these equipment, engineers from different fields have performed two distinct approach: experimental tests and computational simulation. In the scope of computational thecniques, it can be highlighted the tool Ansys Student Fluent which solve fluid flow problems through Computational Fluid Dynamics (CFD). The present study shows a aerodynamics profile analisys of flow through wind turbine General Eletric GE 1.5 Xle. The simulation has built considering wind free stream velocity of 12m/s. The turbulence scales over the flow were solve though the model k-omega SST (Shear Stress Transport). The results obtained were validated by means of analytical solutions for the parameters of the blade tip speed and the power coefficient. The average error presented for the blade tip speed values was 0.0001%. The torque values obtained through of simulation for the highest level of mesh refinement, result in a value in the power coefficient close to that established by the manufacturer, in the amount of 26.7%, which represents an approximate error of 11%. |
| Palavras-chave: | Turbina eólica Dinâmica dos Fluidos Computacional Coeficiente de potência |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Instituição: | Universidade Federal da Fronteira Sul |
| Sigla da Instituição: | UFFS |
| Faculdade, Instituto ou Departamento: | Campus Erechim |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/4720 |
| Data do documento: | Set-2020 |
| Aparece nas coleções: | Engenharia Ambiental |
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