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http://repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/8034| Título : | MEDICIÓN DE CAPA LÍMITE EN EL PERFIL AERODINÁMICO S830 PARA TURBINA EÓLICA |
| Autor : | M. EN C. TOLENTINO ESLAVA, GUILIBALDO ING. VEGA DEL CARMEN, MARCELINO |
| Palabras clave : | PERFIL AERODINÁMICO S830 |
| Fecha de publicación : | 17-jun-2011 |
| Resumen : | In this work were carried out measurements of boundary layer, flow separation and pressure distribution on the airfoil for wind turbine S830 to find the boundary layer thickness, the flow separation point, the coefficient of lift and drag coefficient for different flow conditions including Reynolds numbers of 189 000, 315 000 and 440 000, angle of attack of 0 º, 5 º, 11 º and 17 º, and turbulence levels of 0.5% and 10%. The purpose was to develop a behavioral study of boundary layer on the S830 airfoil. To this purpose built three blades in polyester resin string 19 cm and 60 cm in size to cover the three areas of measurement, boundary layer, flow visualization and pressure distribution. The blade for measuring the pressure distribution was adapted to a total of 35 static pressure taps. The velocity profiles in boundary layer were made the same points of location of pressure taps. The blade for flow visualization was adapted with tufts of 2 cm in length located on the suction side to locate the point of flow separation. Experimental tests were carried out in the wind tunnel LABINTHAP. This is a test section 80 cm x 60 cm and reaches a maximum flow rate of 70 m / s and a minimum turbulence level less than 1%. The boundary layer measurements were carried out by hot-wire anemometry. The hot-wire probe used for this purpose was 55P15 calibrated in a range of speeds from 0.5 to 60 m / s. |
| Descripción : | En este trabajo se realizaron mediciones de capa límite, separación de flujo y distribución de presiones en el perfil aerodinámico para turbina eólica S830 para hallar el espesor de capa límite, el punto de separación de flujo, el coeficiente de sustentación y el coeficiente de arrastre en distintas condiciones de flujo que incluían números de Reynolds de 189 000, 315 000 y 440 000, ángulos de ataque de 0º, 5º, 11º y 17º, y niveles de turbulencia de 0.5 % y 10%. El propósito fue desarrollar un estudio del comportamiento de la capa límite del perfil aerodinámico S830 en la eficiencia aerodinámica a partir de la relación CL/CD. Para tal efecto se construyeron tres álabes en resina poliéster de 19 cm de cuerda y 60 cm de envergadura para cubrir los tres campos de medición, capa límite, visualización de flujo y distribución de presiones. El álabe para medición de la distribución de presiones se adapto con un total de 35 tomas de presión estática. Los perfiles de velocidad de capa limite fueron hechos en los mismos puntos de ubicación de la tomas de presión. El álabe para visualización de flujo fue adaptado con una malla cuadrada de hilos de 2 cm de longitud ubicados en el lado de succión para localizar el punto de separación de flujo. Las pruebas experimentales fueron llevadas a cabo en el túnel de viento del LABINTHAP. Este tiene una sección de pruebas de 80 cm x 60 cm y alcanza una velocidad de flujo máxima de 70 m/s y un nivel de turbulencia mínimo menor al 1%.Las mediciones de capa límite se llevaron a cabo por anemometría de hilo caliente. La sonda de hilo caliente utilizada para este fin fue la 55P15, calibrada en un intervalo de velocidades de 0.5 a 60 m/s. Se realizaron un total de 14 barridos de perfiles de velocidad de capa límite sobre el lado de succión para todas las condiciones de la matriz experimental. La distancia de acercamiento a la pared mínima fue de 0.2 mm y los barridos se realizaron a pasos de 0.1 mm y 0.2 mm en un recorrido de 1.5 cm en la dirección normal a la pared. Las mediciones de distribución de presiones se llevaron a cabo mediante un banco de manómetros de inclinación variable ente 0º y 90º, el fluido de trabajo utilizado fue agua. La obtención de las lecturas de presión se llevó a cabo mediante fotografías del banco de manómetros, esto para reducir los tiempos de experimentación. Los resultados fueron la caracterización de la capa límite sobre el lado de succión, la obtención del punto de separación de flujo y la obtención de los coeficientes de sustentación y arrastre del perfil aerodinámico que permitieron ubicar el ángulo de ataque en el que se obtiene el mejor desempeño en términos de la relación CL/CD, el cual fue 11º. La obtención de los coeficientes de arrastre y el punto de separación de flujo sirvió para validar los resultados numéricos previamente hechos por Somers [6] al perfil S830. La importancia de este trabajo se fundamenta en la caracterización del perfil aerodinámico S830 a un nivel de turbulencia característico de los emplazamientos eólicos, y su comparación con un nivel de turbulencia característico en aplicaciones aeronáuticas. El aumento en el nivel de turbulencia incrementa el espesor de capa límite en un 2.7 %, esto trae como consecuencia una disminución de la relación CL/CD del 1.2 %. A total of 14 velocity profiles of boundary layer carried out on the suction side for all conditions of the experimental matrix. The distance of approach to the minimum wall was 0.2 mm and scans were done at steps of 0.1 mm and 0.2 mm at a distance of 1.5 cm in the direction normal to the wall. The pressure distribution measurements were carried out using a manometer bank entity variable tilt 0 º and 90 º, the working fluid used was water. Obtaining pressure readings were carried out using photographs of the manometer bank, this to reduce testing times. The results were the characterization of the boundary layer on the suction side, getting the flow separation point and obtaining the coefficients of lift and drag of the airfoil that allowed to locate the angle of attack that you get the best performance in terms of the ratio CL/CD, which was 11 º. The importance of this work is based on the characterization of the S830 airfoil at a level of turbulence characteristic of wind turbine, and compared to a typical level of turbulence in aerospace applications. The increase in the level of turbulence increases the boundary layer thickness by 2.7%, this results in a lower ratio of CL / CD of 1.2%. |
| URI : | http://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/8034 |
| Aparece en las colecciones: | Mediateca |
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| TESIS_MEDICION DE CAPA LIMITE EN EL PERFIL AERODINAMICO S830 PARA TURBINA EOLICA.pdf | MEDICIÓN DE CAPA LÍMITE EN EL PERFIL AERODINÁMICO S830 PARA TURBINA EÓLICA | 5.4 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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