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PEN/COPPE/UFRJ
Projeto Aerodinâmico de Pás de Turbina Eólica
27 de setembro de 2011
Su Jiansujian@nuclear.ufrj.br
Universidade Federal do Rio de JaneiroPrograma de Engenharia Nuclear PEN/COPPE/UFRJ
PEN/COPPE/UFRJ
Alguns TópicosAlguns Tópicos
BEM - Blade Element Momentum Theory
Aerofólios (2D)
Teste em Tunel de Vento
CFD – Computational Fluid Dynamics
Simulação de Esteira e cluster de turbinas
Desáfio Tecnológico
PEN/COPPE/UFRJ
Getting BiggerGetting Bigger
PEN/COPPE/UFRJ
Limite de Lanchester-BetzLimite de Lanchester-BetzCoeficiente de potência:
Razão da velocidade de ponta (TSR)
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Coeficiente de PotênciaCoeficiente de Potência
Fatores que afetam o coeficiente de potência
• Rotação da esteira à jusante
• Distribuição não uniforme de pressão no plano do rotor
• Número de pás e perda na ponta da pá
• Arrasto aerodinâmico (Cd)
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Coeficiente de PotênciaCoeficiente de Potência
Coeficiente de potência sem e com rotação da esteira
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Coeficiente de potência
Curva de coeficiente de potência de uma turbina real
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BEMBEM
O método de BEM foi desenvolvido por Glauert (1935) para projetar pás de rotor.
É uma teoria bidimensional que usa dados de aerofólio 2D.
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AerofólioAerofólio
Coeficiente de sustentação Cl em função de ângulo de ataque
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AerofólioAerofólio
Decomposição de força que atua no aerofólio
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DU aerofólioDU aerofólio
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DU aerfólioDU aerfólio
PEN/COPPE/UFRJ
DU aerofólioDU aerofólio
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Teste em Tunel de VentoTeste em Tunel de Vento
PEN/COPPE/UFRJ
Teste em Tunel de VentoTeste em Tunel de Vento
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CFDCFD
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CFDCFD
Malha computacional
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CFDCFD
Malha computacional na interseção de pá e hub
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CFDCFD
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Cluster ou Fazenda de TurbinasCluster ou Fazenda de Turbinas
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Desáfio tecnológicoDesáfio tecnológico
• Projetar pás aerodinâmicamente otimizadas para as condições brasileiras
• Integrar a modelagem aerodinâmica, aeroelástica, e aeroacústia, maximiznado o desempenho e minimizando o custo de energia
• Formação de recuro humano
• Fomento de base tecnológica nacional
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Obrigado!
sujian@nuclear.ufrj.br
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