Influencia del tipo de alabe en el desempeño hidrodinámico de una turbina tipo Darrieus

El estudio de turbinas de eje vertical ha cobrado gran interés en los últimos años debido a su gran potencial. Herramientas de análisis alternativas a la experimentación, como la dinámica de fluidos computacional (CFD), están siendo utilizadas para el entendimiento del problema. Este artículo muestr...

Full description

Autores:
Laín Beatove, Santiago
Meneses S., Diana P.
López Mejía, Omar Darío
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2013
Institución:
Universidad Autónoma de Occidente
Repositorio:
RED: Repositorio Educativo Digital UAO
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:red.uao.edu.co:10614/12148
Acceso en línea:
http://red.uao.edu.co//handle/10614/12148
Palabra clave:
Dinámica de fluidos computacionales
Hidrodinámica
Turbina de eje vertical
Turbina tipo Darrieus
Computational fluid dynamics
Hydrodynamics
Turbine vertical axis
Darrieus type turbine
Rights
openAccess
License
Derechos Reservados - Universidad Distrital Francisco José de Caldas, 2013
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description El estudio de turbinas de eje vertical ha cobrado gran interés en los últimos años debido a su gran potencial. Herramientas de análisis alternativas a la experimentación, como la dinámica de fluidos computacional (CFD), están siendo utilizadas para el entendimiento del problema. Este artículo muestra y discute los resultados del estudio computacional paramétrico del perfil alar de los alabes en una turbina Darrieus tipo H. Se evaluó la influencia de dos parámetros del perfil: espesor y curvatura en el desempeño hidrodinámico, estimado por medio de CFD. Se diseñó un experimento factorial 32 en el cual cada factor tiene tres niveles: espesor (6, 12 y 15) y simetría/asimetría (00XX, 24XX y 44XX). Las nueve simulaciones finales fueron realizadas en el software comercial Fluent, mientras que la malla fue parametrizada en el software comercial Gridgen. El desempeño hidrodinámico de la turbina se evaluó mediante el análisis de tres coeficientes adimensionales: coeficiente de momento (Cm), coeficiente de fuerza tangencial (Ct) y coeficiente de fuerza radial (Cn) ). Los resultados numéricos muestran una gran influencia del espesor del perfil en Cm y Ct, mientras que la asimetría del perfil tiene influencia en Cn, la cual puede ser relevante desde el punto de vista de diseño a fatiga de la turbina
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Se diseñó un experimento factorial 32 en el cual cada factor tiene tres niveles: espesor (6, 12 y 15) y simetría/asimetría (00XX, 24XX y 44XX). Las nueve simulaciones finales fueron realizadas en el software comercial Fluent, mientras que la malla fue parametrizada en el software comercial Gridgen. El desempeño hidrodinámico de la turbina se evaluó mediante el análisis de tres coeficientes adimensionales: coeficiente de momento (Cm), coeficiente de fuerza tangencial (Ct) y coeficiente de fuerza radial (Cn) ). Los resultados numéricos muestran una gran influencia del espesor del perfil en Cm y Ct, mientras que la asimetría del perfil tiene influencia en Cn, la cual puede ser relevante desde el punto de vista de diseño a fatiga de la turbinaThe study of vertical axis turbines has gained great interest in recent years for its great potential. Computational fluid dynamics (CFD) is an alternative analysis tool that is being used for the understanding of the problem. This paper presents and discusses the results of the computational parametric study of the airfoil of the blades in a turbine Darrieus type H. We assessed the influence of two parameters: thickness and curvature on the hydrodynamic performance estimated by CFD. We designed a factorial experiment 32 in which each factor had 3 levels, thickness (6, 12 and 15) and symmetry / asymmetry (00XX, 24XX and 44XX). The 9 final simulations were performed in the commercial software Fluent, while the mesh was parameterized in the commercial software Gridgen. The hydrodynamic performance of the turbine was evaluated by analyzing three nondimensional coefficients: Coefficient of moment (Cm), tangential force coefficient (Ct) and radial force coefficient (Cn). Numerical results show a strong influence of the thickness on Cm and Ct, while the asymmetry of the profile influences on Cn, which can be relevant from the point of view of design fatigue of the turbineapplication/pdf9 páginasspaUniversidad Distrital Francisco José de CaldasRevista Visión electrónica. Volumen 7, número 2, (julio-diciembre 2013); páginas 67-75752677Meneses S., D. P., López M., O. D., y Laín B., S. (2013). Influencia del tipo de alabe en el desempeño hidrodinamico de una turbina tipo darrieus. Visión electrónica, 7(2), 67–75. http://red.uao.edu.co//handle/10614/12148Visión electrónicaJ. Antezana, “Diseño y construcción de un prototipo de generador eólico de eje vertical [en línea], sep. 2004, disponible:http://www.uv.es/~navasqui/OtrosAerogeneradores/ Aerogen‐vertical.pdf.S. Lain y C. Osorio, “Simulation and evaluation of a straight‐bladed Darrieus‐type cross flow marine turbine”,Journal of Scientific & Industrial Research, vol. 69, no. 12, pp. 906‐12, dic. 2010Y. Dai Y. y W. Lam, “Numerical study of a straight‐bladed Darrieus‐ type tidal turbine”, ICE‐Energy, .vol. 162, no. 2, pp. 67-76, may. 2009.R. Howell, N, Qin, J. Edwards y N. Durrani, “Wind tunnel and numerical study of a small vertical axis wind turbine”,. Journal of Renewable Energy, vol. 35, no. 2, pp. 412-22, feb. 2010Y. Nabavi, “Numerical study of the duct shape effect on the performance of a ducted vertical axis tidal turbine”, Msc Thesis, The University of British Columbia, 2008I. Abbott y A. Von Doenhoff, Theory of wing sections, including a summary of airfoil data, Nueva York: Dover PublicationsI. Abbott y A. Von Doenhoff, Theory of wing sections, including a summary of airfoil data, Nueva York: Dover PublicationsW. Malalasekera y H. 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