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Dissertação

{pt_PT=Estudo experimental do modelo e do protótipo de uma turbina auto-rectificadora bi-radial com pás fixas} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=A turbina de ar auto-rectificadora bi-radial foi proposta para equipar dispositivos do tipo CAO. Existem duas versões: (i) turbina de pás diretrizes deslizantes e (ii) turbina de pás diretrizes fixas. A versão (i) foi testada experimentalmente e obteve um rendimento máximo de 78%, um dos mais elevados rendimentos para turbinas auto-rectificadoras até agora publicados. A desvantagem desta geometria é a complexidade adicional introduzida pelo mecanismo que move axialmente o conjunto de pás diretrizes duas vezes a cada ciclo de onda. A versão (ii) evita este mecanismo, mas não previne as perdas de pressão de estagnação nas pás do estator de saída. Para reduzir estas perdas, as pás diretrizes são afastadas radialmente do rotor. Dentro do projeto Europeu OPERA H2020, o Grupo de Energia das Ondas do IST é o parceiro responsável pelo desenho aerodinâmico do protótipo da turbina bi-radial de pás fixas com as pás dispostas em duas coroas de pás concêntricas e uma válvula de ação rápida incluída na turbina, que possibilita novas formas de controlo da mesma. Esta tese descreve o desenho e construção de um modelo da nova turbina com pás fixas e a execução do estudo experimental do modelo na Instalação de ensaio de turbinas de 12 kW do IST. Assim como o estudo experimental do protótipo, construído pela Kymaner, quer em laboratório, na instalação de ensaio de turbinas de 55 kW do IST, quer em condições reais, na Central de Energia das Ondas do Mutriku, Espanha., en=The self-rectifying bi-radial air turbine was proposed to equip wave energy converters of the oscillating-water-column type. There are two geometry versions: (i) with axially-sliding guide vanes and (ii) with fixed guide vanes. Version (i) was model tested and found to be the most efficient self-rectifying turbine, with peak efficiency about 78%. The drawback of this version is the added complexity introduced by the mechanism that moves the guide vane that is set axially twice in a wave cycle. Version (ii) avoids this but does not prevent the stagnation pressure losses that occur at the outlet guide vane row. To reduce these losses, the guide vanes are radially offset from the rotor. Within the European project OPERA H2020, the IST Wave Energy Group is responsible for the aerodynamic design of the bi-radial turbine with fixed guide vanes. This geometry has an additional feature that consists in replacing the single vane row located on each side of the rotor by two concentric rows of guide vanes. Furthermore, a high-speed stop valve is built in the turbine, being able to perform new control strategies of the turbine. This thesis describes the design and construction of a model of the new bi-radial turbine, with fixed-guide vanes, the experimental tests of the turbine model performed at the IST 12 kW turbine test rig, as well as, the tests of the OPERA bi-radial turbine prototype, built by Kymaner, at the IST 55 kW variable flow turbine test-rig and at the Mutriku Wave Power Plant, Spain.}
Keywords: {pt=Turbina bi-radial, estudo experimental de modelo, estudo experimental de protótipo, controlo de turbinas de ar, OPERA H2020, energia das ondas., en=Bi-radial turbine, model testing, prototype testing, control of air turbines, OPERA H2020, wave energy.}

Discussão: novembro 28, 2017, 16:0