Dissertação

{pt_PT=Estudo experimental de turbina axial de rotor duplo para aproveitamento da energia das ondas} {} EVALUATED

{pt=A conversão de energia das ondas, dado o comportamento oscilante, requer a utilização de turbinas de geometria simétrica, para que o seu comportamento seja independente do sentido do escoamento, ou passíveis de serem equipadas com sistemas de rectificação. A turbina em estudo nesta dissertação oferece uma solução do segundo tipo. Propõe-se a utilização de dois rotores acoplados a um mesmo veio. Através de uma válvula anular, possibilitada pela geometria inovadora do difusor, o fluxo de ar é orientado alternadamente para apenas um dos rotores, pelo que são usadas geometrias de pás para turbinas unidireccionais. Perante a simetria da turbina, o estudo é feito com apenas um rotor. O trabalho consiste na construção de um conjunto estator e rotor axiais e estruturas associadas, e respectivo ensaio experimental. São determinadas as curvas de funcionamento, representando, sob a forma adimensional, a potência, queda de pressão, e rendimento em função do caudal. As perdas aerodinâmicas estimadas para o rotor em funcionamento passivo, fazendo-se o ajustamento ao rendimento final. Adicionalmente, são realizados atravessamentos à entrada e saída do rotor, os quais fornecem informação sobre a velocidade e direcção do escoamento em diferentes secções. Partindo destas, o desempenho do rotor é analisado e são estimadas as perdas em cada secção da turbina. No final, os resultados são comparados com o projecto computacional das pás da turbina e com uma versão anteriormente ensaiada da turbina, equipada com rotores radiais., en=Given the oscillating behaviour of waves, the extraction of their energy requires the use of turbines either with symmetrical geometries, so that performance is independent of the direction of flow, or capable of being equipped with flow rectifying systems. The turbine studied in this thesis offers a solution of the second type. The use of two rotors coupled to the same shaft is proposed. Using an annular valve, made possible by the innovative diffusor geometry, the air flux is oriented alternately to only one of the rotors, allowing for the use of turbine blades optimized for unidirectional flow. Due to the turbine symmetry, the study is made with only one rotor. The work consists in the construction of an axial stator and rotor set and associated structures, and their experimental testing. Performance curves are then calculated, dimensionlessly representing the pressure, power and efficiency drop as a function of the flow. The aerodynamic losses estimated for the rotor to which the flow has been cut are subtracted to the calculated power, making the adjustment to the global efficiency. Additionally, traverses are made at the entrance and exit of the rotor, which provide information about the speed and direction of the flow. Using these, the performance of the rotor is analyzed and the losses in each section of the turbine are estimated. Finally, the results are compared with the computational project of the blades and with the previously studied radial configuration of the turbine. }
{pt=Energia ondas, Turbina Axial; Experimental, en=Wave Energy; Axial Twin; Experimental}

Novembro 16, 2020, 17:0

Orientação

ORIENTADOR

João Carlos de Campos Henriques

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Luís Manuel De Carvalho Gato

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado