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Dissertação

{pt_PT=Construção e ensaio de um modelo de turbina de ar auto-retificadora de rotor duplo para sistemas de aproveitamento da energia das ondas} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O estudo experimental de uma turbina auto-retificadora de duplo rotor é o foco da presente dissertação. A turbina é constituída por um par de rotores de entrada radial, montados no mesmo veio, complementados pelas respetivas pás diretrizes, por dois conjuntos de condutas curvas dispostas circunferencialmente e por uma válvula de deslocamento axial de duas posições. A válvula tem como função garantir que o fluxo de ar atravesse alternadamente cada um dos rotores, dependendo do sinal da queda de pressão. A velocidade de rotação dos dois rotores é igual, mas só há fluxo de ar num deles; o rotor no qual não há fluxo de ar é designado rotor passivo e induz perdas adicionais. Devido à sua simetria, apenas metade da turbina foi construída e testada no banco de ensaio unidirecional do Instituto Superior Técnico. As curvas de desempenho da turbina são apresentadas sob a forma adimensional para o rendimento, a potência e a queda de pressão em função do coeficiente de caudal. As perdas aerodinâmicas no rotor passivo são estudadas em detalhe. De modo a analisar os perfis de velocidades a jusante e a montante do rotor e no difusor, foram realizados atravessamentos para diferentes coeficientes de caudal. As condutas curvas (conduta de ligação e difusor) são a inovação desta turbina. Assim, o desempenho deste conjunto foi estudado, em particular a sua capacidade de recuperar a energia cinética à saída do rotor. , en=The focus of this thesis is the experimental study of a self-rectifying twin-rotor turbine based on a pair of conventional radial-inflow rotors mounted on the same shaft, complemented by the corresponding inlet guide vane rows, by a curved-duct manifold arranged circumferentially in a periodic manner and by a two-position axially-moving cylindrical valve. The valve ensures that the air flows alternately through one or the other of the two parts of the twin-rotor turbine, depending on the sign of the pressure head. For this reason, only one half of the turbine was constructed. It was tested in unidirectional flow at the blow-down test rig of Instituto Superior Técnico. The efficiency of the twin unidirectional turbine topology is negatively affected by one of the twin turbines absorbing a non-insignificant part of the total flow while consuming some power from the generator. The aerodynamic losses in the inactive rotor were intensively studied. Turbine performance curves are presented in dimensionless form for efficiency, power output and pressure head versus flow rate. Detailed traverses were made up and downstream of the rotor and in the manifold diffusor in order to evaluate the angle and velocity variation. The innovative part of this twin-rotor turbine is its diffusor shaped as a curved-duct manifold complemented with a cylindrical two- or three-position axially-moving valve. Due to this reason, results are presented for the performance of the manifold diffusor, namely its capacity to recover the kinetic energy of the swirling flow at turbine exit. }
Keywords: {pt=Energia das ondas, coluna de água oscilante, turbina de ar, turbina auto-retificadora de duplo rotor, ensaio experimental, en=Wave energy, oscillating water column, air turbine, twin-rotor self-rectifying turbine, experimental results}

Discussão: novembro 28, 2017, 18:0