Título
Diseño y manufactura de álabes de turbinas de viento de eje horizontal de baja capacidad para bajas velocidades de viento
Autor
VICTOR LOPEZ GARZA
Colaborador
Isaac Hernández Arriaga (Asesor de tesis)
Raúl Pérez Bustamante (Revisor)
María Guadalupe Navarro Rojero (Revisor)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Álabe - (PALABRA CLAVE DEL AUTOR) Energía eólica - (PALABRA CLAVE DEL AUTOR) Turbines - (PALABRA CLAVE DEL AUTOR) Blade - (PALABRA CLAVE DEL AUTOR) Wind energy - (PALABRA CLAVE DEL AUTOR) INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA - (CTI) CIENCIAS TECNOLÓGICAS - (CTI) TECNOLOGÍA E INGENIERÍA MECÁNICAS - (CTI) TURBINAS - (CTI) TURBINAS - (CTI)
Resumen o descripción
En el presente proyecto de investigación, se desarrolla y analiza una propuesta de diseño y manufactura de un álabe de turbina de viento de 2400 w, para bajas velocidades de viento. Esta propuesta de álabe se diseñó con la teoría clásica de diseño BEM y el software CAD Solidworks, actualmente se encuentra en proceso de solicitud de patente (MX/a/2017/015904) ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial IMPI y a la cual se le otorgó el título de diseño industrial (no. 55104) por el mismo organismo. Mientras que su desempeño se evaluó en el software de diseño y simulación de turbinas eólicas QBlade y en el software de dinámica de fluidos CFD, Ansys-CFX. Los resultados muestran que, en la propuesta de álabe de doble raíz para bajas velocidades de viento, en comparación con un álabe clásico o simple y tomando como base las ecuaciones de la teoría BEM, el torque del rotor aumenta hasta el 20%, y el empuje aumenta hasta el 21%. Mientras que en el software Ansys-CFX el torque del rotor aumenta hasta el 17% y el empuje aumenta hasta el 14%. Se plantea, además, una metodología de manufactura del álabe que incluye los modelos maestros y los moldes. Finalmente, para evaluar la integridad estructural del álabe, se modela en el software de elemento finito ACP de Ansys como un material compuesto, aplicando las hipótesis de carga que marca la norma IEC 61400-2, los resultados obtenidos según el criterio de falla Tsai Wu y la teoría simplificada de la norma muestran que el álabe es seguro estructuralmente.
In this research project, a proposal for the design and manufacture of a 2400w wind turbine blade for low wind speeds is developed and analyzed. This blade proposal, designed with the classic BEM design theory and CAD software Solidworks, is currently in the process of patent application (MX / a / 2017/015904) before the Mexican Institute of Industrial Property IMPI and to which He was awarded the title of industrial design (no. 55104) by the same agency. While its performance was evaluated in the QBlade wind turbine design and simulation software and in the CFD fluid dynamics software, Ansys-CFX. The results show that, in the proposal of double root blade for low wind speeds, compared to a classic or simple blade and based on the equations of the BEM theory, the rotor torque increases up to 20%, and the thrust increases up to 21%. While in Ansys- CFX software the rotor torque increases up to 17% and the thrust increases up to 14%. There is also a methodology for manufacturing the blade that includes the master models and molds. Finally, to assess the structural integrity of the blade, Ansys ACP finite element software is modeled as a composite material, applying the load assumptions set by IEC 61400-2, the results obtained according to the Tsai Wu fault criterion and the simplified theory of the norm show that the blade is structurally safe.
Editor
CIATEQ, A.C.
Fecha de publicación
2020
Tipo de publicación
Tesis de doctorado
Versión de la publicación
Versión publicada
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Audiencia
Público en general
Repositorio Orígen
CIATEQ Digital
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