Desarrollo de un banco didáctico para modelo de turbina eólica de eje vertical
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El uso del teorema Π de Buckingham permite el reconocimiento de variables de interés en estudios con modelos en túneles de viento. Con esto se logra replicar y reducir prototipos en modelos de laboratorio para la medición de valores geométricos, dinámicos y cinemáticos.
En el siguiente documento se presenta el desarrollo matemático y mecánico de un rotor Darrieus H para un banco eólico didáctico de eje vertical. La creación de dicho modelo se basa en la reducción de un prototipo existente, las dimensiones del modelo se muestran en ecuaciones paramétricas determinadas por medio del teorema Pi Buckingham, de la misma manera se muestra un diseño CAD del rotor con las dimensiones calculadas, el diseño y del túnel de viento y de la estructura que soporta dichas cargas.
La construcción de rotor se centró principalmente en la elaboración de los perfiles aerodinámicos, que se realizaron en el centro de mecanizado de los laboratorios de la facultad de Ingeniería Mecánica de la universidad Santo Tomas Tunja. Se mecanizaron tres alabes sobre bloques macizos de fundición de aluminio. Una vez finalizado este proceso se siguió con el montaje y ensamble de las diferentes piezas que componen al rotor.
Finalmente, la puesta en marcha del equipo y la realización de mediciones sobre diferentes variables de flujo seleccionadas por medio de un variador de velocidad conectado a un ventilador extractor ubicado en la parte posterior del banco.
Abstract
The use of Buckingham's Π theorem allows the recognition of variables of interest in studies with models in wind tunnels. With this, it is possible to replicate and reduce prototypes in laboratory models for the measurement of geometric, dynamic and kinematic values.
The following document presents the mathematical and mechanical development of a Darrieus H rotor for a didactic vertical axis wind bank. The creation of said model is based on the reduction of an existing prototype, the dimensions of the model are shown in parametric equations determined by means of the Pi Buckingham theorem, in the same way a CAD design of the rotor with the calculated dimensions is shown, the design and the wind tunnel and the structure that supports said loads.
The rotor construction was mainly focused on the elaboration of the aerodynamic profiles, which were carried out in the machining center of the laboratories of the Faculty of Mechanical Engineering of the Santo Tomas Tunja University. Three blades were machined on solid cast aluminum blocks. Once this process was finished, the assembly and assembly of the different parts that make up the rotor were continued.
Finally, the start-up of the equipment and the performance of measurements on different flow variables selected by means of a variable speed drive connected to an extractor fan located at the rear of the bench.
Idioma
spa
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Citación
Juan, R. (2021) Desarrollo de un banco didáctico para modelo de turbina eólica de eje vertical [Tesis de grado para optar por el título de Ingeniero Mecánico]. Universidad Santo Tomás Tunja
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