Medição das curvas de torque e potência mecânica em uma turbina eólica de eixo vertical utilizando um freio de Prony

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo experimental do desempenho de uma turbina eólica de eixo vertical montada sobre uma estrutura que busca simular o efeito do topo de uma edificação. Envolvendo o rotor da turbina há um estator, um dispositivo que procura direcionar o escoamento para as pás da turbina, melhorando o desempenho de partida. O objetivo do trabalho é o levantamento das curvas de torque e potência mecânica de uma turbina eólica de eixo vertical do tipo H-Darrieus de cinco pás variando a velocidade de rotação através de um freio de Prony. O experimento realizou-se no túnel aerodinâmico Professor Debi Pada Sadhu do Laboratório de Mecânica dos Fluidos da UFRGS através da variação da velocidade do escoamento. Para as diferentes velocidades no vento procurou-se frenar a turbina para a medição do torque e, posteriormente, determinar a potência de frenagem. As curvas obtidas estão de acordo com o que é encontrado na literatura. O torque máximo obtido foi de 166 mNm para uma rotação de 102 RPM e a potência máxima foi de 6519 mW para 433 RPM

This paper presents an experimental study of the performance of a vertical axis wind turbine mounted on a structure that seeks to simulate the effect of the top of a building. Surrounding the turbine rotor is a stator, a device that seeks to direct the flow to the turbine blades, improving starting performance. The objective of the work is to survey the torque and mechanical power curves of a five-blade H-Darrieus vertical axis wind turbine by varying the rotation speed through a Prony brake. The experiment was carried out in the Professor Debi Pada Sadhu wind tunnel of the Fluid Mechanics Laboratory of UFRGS by varying the flow speed. For the different wind speeds, the turbine was braked to measure the torque and, subsequently, determine the braking power. The curves obtained are in agreement with what is found in the literature. The maximum torque found was 166 mNm for a rotation of 102 RPM and the maximum power was 6519 mW for 433 RPM