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Title: Estudo numérico de um elemento intensificador de potência aplicado a uma turbina eólica de pequena escala
Authors: Souza, Luiz Guilherme Vieira Meira de
Keywords: CFD;Aerogerador de eixo horizontal;Envolta difusora flangeada;Aumento de potência
Issue Date: 23-Apr-2015
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: SOUZA, Luiz Guilherme Vieira Meira de. Estudo numérico de um elemento intensificador de potência aplicado a uma turbina eólica de pequena escala. 2015. 83f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.
Portuguese Abstract: É apresentado o estudo numérico de um sistema eólico de conversão de energia, que consiste de um aerogerador de eixo horizontal instalado no interior de uma envolta difusora com um flange na periferia de sua saída, utilizando CFD. A envolta difusora flangeada desempenha o papel de coletar e acelerar o vento, assim aumentando a potência elétrica gerada pelo aerogerador. De modo a obter uma potência de saída ainda maior, dados encontrados na literatura a respeito de parâmetros ótimos para a envolta, tais como ângulo de abertura, altura do flange, formato da entrada, etc., foram utilizados para gerar o modelo estudado neste trabalho. Os resultados obtidos com as simulações foram úteis para avaliações dos números de Reynolds, coeficientes de potência e outros parâmetros envolvidos no processo. O torque e velocidade angular do aerogerador também foram determinados. Como resultado, o aerogerador com envolta difusora flangeada demonstrou um aumento de potência em relação ao aerogerador simples.
Abstract: It is presented a numerical study, using Computational Fluid Dynamics (CFD), of a wind power conversion system that consists of a horizontal axis wind turbine installed inside of a diffuser shroud with a flange at the exit periphery. The flanged diffuser shroud plays the role of a device for collecting and accelerating the approaching wind, thereby increasing the power generated by the turbine. In order to obtain an even higher power output, data found on literature concerning optimal parameters for the diffuser shroud, such as open angle, flange height, hub ratio and inlet shape, were used to generate the model studied in this paper. The obtained results from computational simulations were useful for evaluations of the criteria adopted for the study and velocities and pressure distributions. Furthermore, it was possible to calculate the axis power produced by the rotor and the mean wind velocities in the radial direction in front of the rotating plane of the blades for the bare wind turbine case and for the shrouded wind turbine case, making it possible to conclude that the proposed system provided a power increase for a given rotor diameter and Wind speed by a factor of 3.74 when compared to the bare Wind turbine configuration.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20443
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