Análise teórica da influência de perfis sobre a potência de uma Turbina Wells empregada em dispositivos de conversão de energia das ondas

Abstract

O presente trabalho apresenta um estudo teórico a respeito da influência de diversos perfis aerodinâmicos (NACA0012, NACA0015, NACA0018, NACA0020 e NACA0021) sobre a potência e torque gerados em uma turbina Wells. Em todos os casos avaliados, o rotor possui um raio da turbina rt = 245 mm e uma razão de aspecto de AR = 0.7. O objetivo principal é obter uma recomendação teórica a respeito de qual perfil aerodinâmico pode ser empregado para os rotores de pequenos dispositivos de conversão de energia das ondas do mar em energia elétrica, mais especificamente coluna de água oscilante com potências inferiores a 1kW. Para realizar a estimativa da potência e torque foram utilizadas recomendações teórico experimentais da literatura. Os resultados indicaram que o melhor perfil aerodinâmico (NACA0021) é capaz de conduzir a uma potência mecânica de aproximadamente 319 W, apresentando um desempenho 36 % superior ao perfil NACA0020, que conduziu aos piores resultados.

This paper presents a theoretical study about the influence of different airfoils (NACA0012, NACA0015, NACA0018, NACA0020 and NACA0021) on the power and torque generated at a Wells turbine. In all the evaluated cases, the rotor of the turbine has a radius rt = 245 mm and an aspect ratio AR = 0.7. The main goal is to get a recommendation as to which theoretical aerodynamic profile can be used for small devices rotors conversion of sea wave energy into electrical energy, more specifically oscillating water column with outputs below 1 kW. To accomplish the estimation of power and torque were used recommendations of theoretical and experimental literature. The results indicated that the best airfoil (NACA0021) is able to drive a mechanical power of approximately 319 W, with a performance greater than 36% NACA0020 profile, which led to poor outcomes.