EVALUACIÓN DE INGENIERIA EOLICA U-2

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1.- Las fuerzas que actúan sobre un elemento de longitud de pala dx en rotación, se obtienen estudiando la acción del viento relativo que recibe la pala de velocidad , llamado viento aparente o estela, definir en forma clara y concisa esta definición, esquematice el triangulo de velocidades sobre el perfil.

La pala de una hélice de un aerogenerador eólico es una pala perfilada que transforma la energía cinética del viento en energía mecánica de rotación. Se considera la suma del viento real de velocidad v, y de un viento originado por el movimiento de rotación de la pala, de velocidad u.

2.- hacer una explicación concisa de la teoría turbillonaria de hélices eólicas. (velocidades inducidas y rotación de la estela) , fundamentar sus argumentos.

En lo anteriormente visto, las pérdidas de energía que se han considerado son mínimas, ya que se han despreciado algunos efectos importantes como son la pérdida de potencia por el giro de la estela, la interferencia de las palas, la resistencia aerodinámica de las mismas, la compresibilidad del aire, etc. En la teoría de la pala no se han considerado velocidades inducidas, ni la rotación de la estela, defectos que se subsanan en la teoría turbillonaria.La velocidad del viento aguas arriba del rotor es v1 y al llegar al rotor se modifica de forma que su valor es v1 menos una velocidad inducida axial que llamamos (vind = k v1),

Se puede considerar, por lo tanto, que la velocidad del viento en el rotor es de la forma:v = v1 (1 - k)}De igual manera, a la estela se la puede suponer que aguas arriba del rotor gira con una velocidad angular w1; al llegar al rotor, el valor de w1 se verá afectado por una velocidad inducida de rotación de la forma (k* w1), por lo que se puede considerar que la velocidad angular de la estela en el rotor es:w = w1 (1 + k*)

3.- para un rotor multipala, deducir la expresión de la fuerza axial total que actúan sobre los alabes, utilizar el esquema de un perfil para tal fin.

La fuerza dFaxial total, para Z palas es:

Si se produjese un aprovechamiento total del viento v2 = 0, se tendría quev = v 1/2, y la fuerza Ftotal en la dirección del eje del aerogenerador sería:

4.- hacer una clasificación de maquinaria eólica de eje horizontal según el valor de (TSR)

Las aeroturbinas lentas tienen un TSR pequeño y gran número de palas; sus aplicaciones van destinadas generalmente al bombeo de agua.Las aeroturbinas rápidas tienen un TSR alto y el número de palas tiende a ser menor. Suelen ser tripalas TSR = 4 y en algunos casos bipalas TSR = 8, habiéndose diseñado y construido, incluso, aeroturbinas con una sola pala.

5.- realizar un algoritmo de cálculo para el diseño de una máquina eólica ( desde el análisis de recurso hasta el calculo del rotor)