Hidrodinâmica e desempenho em turbinas de baixa potência: concepção, modelação e ensaios EVALUATED

Detalhes: O presente estudo compreende um levantamento sobre algumas máquinas hidráulicas e tem por objectivo a optimização e a selecção de turbinas adequadas a baixas potências, para aproveitamento de um potencial energético disponível e ainda por explorar em sistemas de abastecimento, através da análise do escoamento hidrodinâmico 3D e da obtenção de curvas de desempenho em função de parâmetros característicos (i.e., caudal turbinado, queda útil, rendimento, velocidade de rotação e potência mecânica). São desenvolvidos modelos matemáticos baseados nos princípios da física associados ao funcionamento de máquinas volumétricas e turbodinâmicas. Sugerem-se novas turbinas, que através da semelhança entre turbomáquinas é possível adequá-las aos sistemas hidráulicos, que apresentem um caudal garantido e queda disponível. A análise hidrodinâmica da mecânica dos fluidos exige a utilização de modelos avançados (CFD) complexos que recorrem às equações de Navier-Stokes, através da modelação matemática das leis de conservação, para estudar o comportamento dos escoamentos turbulentos através da correlação entre campos de velocidade e pressão, como é o modelo k-ε utilizado na análise desenvolvida. São analisadas várias turbinas (i.e., deslocamento positivo (PD), bomba a funcionar como turbina (PAT), hélice com evoluta a montante, hélice tubular com quatro e com cinco pás) e desenvolvidas análises de sensibilidade, assim como efectuadas comparações entre curvas de desempenho e resultados obtidos em ensaios experimentais. Apresentam-se resultados com as gamas de variação adequadas a cada tipo de turbina.

Discussão: novembro 11, 2009, 11:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

Mariana de Campos Madeira Simão (ist153451)

ORIENTADOR

Helena Margarida Machado da Silva Ramos

Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura (DECivil)

Professor Associado