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Title: Projeto aerodinâmico e impressão 3D das pás de um aerogerador de eixo horizontal de baixa potência
Authors: Bezerra Neto, João Maria
Keywords: Aerogerador, BEM, rotor, eólica, simulação.;Wind, turbine, BEM, rotor, simulation
Issue Date: 25-Jun-2019
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: BEZERRA NETO, João Maria. Projeto aerodinâmico e impressão 3D das pás de um aerogerador de eixo horizontal de baixa potência. 2019. 95f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: Diante da grande demanda por fontes de energia limpas e renováveis, a energia eólica tornou-se uma importante fonte. Visando o aumento de eficiência na utilização da energia eólica faz-se necessário o desenvolvimento de estudos na área. A utilização de protótipos é a melhor forma de se estudar esse assunto, mas tem o inconveniente do alto custo. Tendo isso em mente, esse trabalho foi desenvolvido com o objetivo de projetar um rotor de turbina eólica em uma escala reduzida para minimizar custos de produção e testes, de forma que possa atender as necessidades básicas de uma residência afastada da cidade, como por exemplo sua iluminação, analisar o comportamento do escoamento que age sobre ele usando CFD e construí-lo via impressão 3D. Para isso, aplicou-se os conceitos de dinâmica dos fluidos para realizar estudos aerodinâmicos de perfil de pá de aerogerador. Projetou-se pás utilizando a metodologia “Blade Element Momentum” (BEM) necessitando desenvolver uma rotina computacional para obter dados geométricos do perfil. Usando os dados fornecidos por esses algoritmos e um software de modelagem, criou-se a geometria definitiva do rotor, um modelo 3D. Esse modelo foi usado para realizar uma simulação de escoamento com técnicas de CFD. Isso permitiu visualizar os campos de velocidade, campos de pressão atuantes no modelo virtual que valida a geometria do rotor, para então, o modelo ser enviado para construção, em impressora 3D na própria universidade. O protótipo segue o objetivo de servir de modelo para futuros projetos que poderão ser testados.
Abstract: Faced with the great demand for clean and renewable energy sources, wind energy has become an important source. In order to increase efficiency in the use of wind energy, it is necessary to develop studies in the area. The use of prototypes is the best way to study this subject, but it has the drawback of the high cost. With this in mind, this work was developed with the objective of designing a wind turbine rotor on a reduced scale to minimize production costs and tests, so that it can meet the basic needs of a residence away from the city, such as its lighting, analyze the behavior of the flow that acts on it using CFD and build it via 3D printing. For this, the concepts of fluid dynamics were applied to perform aerodynamic studies of wind turbine blade profile. Designed blades using the Blade Element Momentum (BEM) methodology, which requires the development of a computational routine to obtain geometric profile data. Using the data provided by these algorithms and a modeling software, the definitive rotor geometry, a 3D model, was created. This model was used to perform a flow simulation using CFD techniques. This allowed us to visualize the velocity fields, pressure fields acting on the virtual model that validates the rotor geometry, and then the model was sent for construction, in a 3D printer at the university itself. The prototype follows the objective of serving as a model for future projects.
URI: http://monografias.ufrn.br/handle/123456789/9029
Other Identifiers: 20170009276
Appears in Collections:Engenharia Mecânica

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