FenixEdu™

Dissertação

{pt_PT=Projecto mecânico de uma turbina biradial } {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Os oceanos são um recurso natural importante que, devidamente explorado, pode ter um contributo relevante para o fornecimento de energia eléctrica em países com grandes faixas costeiras. É em torno deste contexto que surge o tema desta dissertação, tendo como objectivo a execução do projecto mecânico de uma turbina para aproveitamento de energia das ondas – a turbina biradial. A turbina projectada tem a particularidade de ser axialmente compacta e do escoamento de entrada e saída no rotor ser biradial. O rendimento de pico pode superar os 80%. Este trabalho inicia-se a partir de uma configuração pré-concebida, elaborando-se um processo de geração e selecção de conceitos, o qual é seguido de uma etapa de selecção de materiais, tendo em conta o ambiente operativo e requisitos funcionais. De seguida, inicia-se o processo de dimensionamento, onde através do Eurocódigo 3 se dimensionam os elementos das pás do rotor. Esta fase segue com o dimensionamento estático e à fadiga do veio da turbina, utilizando fundamentos teóricos de projecto mecânico e algumas aproximações de projecto, as quais são depois validadas através de análise numérica. Por último, surge ainda o dimensionamento do chassi e componentes adjacentes que, pela dimensão e complexidade da estrutura, é realizado computacionalmente. A realização do projecto mecânico de um dispositivo deste género está dependente de um conjunto de variáveis, como por exemplo os carregamentos adoptados na fase de dimensionamento. Os esforços considerados são determinantes e afectam o rumo do projecto. Uma abordagem conservadora é fundamental para garantir a integridade estrutural., en=The oceans are an important natural resource which, when properly exploited, can make a relevant contribution to the electricity supply in countries with large coastal areas. This topic is the basis for this thesis, aiming at the execution of the mechanical design of a turbine for wave energy conversion - the biradial turbine. The projected turbine has the particularity of being axially compact with a biradial rotor input and output flow. Peak efficiency may exceed 80%. This work starts from a preconceived configuration, elaborating a process of concept generation and selection, which is followed by a stage of material selection, taking into account the operating environment and functional requirements. Next, the dimensioning process begins. At this stage the Eurocode 3 must be taken into account when designing the rotor blade elements. This phase is followed by the static and fatigue design of the turbine shaft, using a theoretical basis of mechanical design and some design approximations. These are then validated through numerical analysis. Finally, there is also the process of designing the chassis and the adjacent components, which is done computationally due to the size and complexity of the structure. The mechanical design of such a device is dependent on a set of variables, such as the loads used during the design phase. In fact, the considered loads are decisive, as they affect the course of the project. A conservative approach is a key to ensuring structural integrity.}
Keywords: {pt=Energia das ondas, Coluna de água oscilante, Turbina biradial, Projecto mecânico, Desenvolvimento conceptual, Dimensionamento, en=Wave energy, Oscillating water column, Biradial turbine, Mechanical design, Conceptual development, Dimensioning}

Discussão: novembro 16, 2016, 9:0