Introducao a aerodinamica de turbinas eolicas

Introducao a Aerodinˆ mica de Turbinas E´ licas ¸˜ ` a o

2011.2

Sum´ rio a

Lista de Figuras 1 Aspectos Hist´ ricos o 1.1 Conclus˜ es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o p. 5 p. 7 p. 8 p. 8

2 Conceitos Introdut´ rios o 2.1 2.2 2.3 2.4 Caracterizacao das Turbinas E´ licas ou Aerogeradores . . . . . . . . . . . . . . . . . ¸˜ o

Nomenclatura B´ sica de uma Turbina E´ lica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 10 a o Nomenclatura da P´ de uma Turbina E´ lica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 11 a o Conclus˜ es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 13 o p. 14

3 Modelagem Matem´ tica Te´ rica do Rotor a o 3.1 3.2

Disco Atuador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 14 Elemento de P´ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 17 a 3.2.1 Forcas Axial e Tangencial no Elemento de P´ . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 19 ¸ a

3.3 3.4 3.5

O Momento do Elemento de P´ (BEM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 21 a Equivalˆ ncia entre as Teorias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 22 e Conclus˜ es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 22 o p. 23

4 O Rotor Real - Introducao das Perdas ¸˜ 4.1 4.2

O Coeficiente de Betz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 23 Correcao das Perdas nas Pontas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 24 ¸˜ 4.2.1 4.2.2 4.2.3 Fator de Correcao de Prandtl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 24 ¸˜ Correcao de Glauert para Grandes Valores de a . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 25 ¸˜ Forma Alternativa de Correcao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 26 ¸˜

4.2.4 4.2.5

Geometria da P´ para Esteira sem Rotacao (Condicao de Betz) . . . . . . .