Estudio numérico sobre la presión de impacto de gotas en las palas de turbinas eólicas utilizando un probador de erosión por lluvia con brazo giratorio
Autores: Fujisawa, Nobuyuki; Kawabata, Hirokazu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estudio numérico sobre la presión de impacto de gotas en las palas de turbinas eólicas utilizando un probador de erosión por lluvia con brazo giratorio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Erosión en el borde de ataque
Pala de turbina eólica
Probador de erosión por lluvia con brazo giratorio
Simulación numérica
Impacto de gotas líquidas
Ecuaciones de Navier-Stokes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La erosión del borde de ataque de una pala de turbina eólica se probó utilizando un probador de erosión por lluvia con brazo giratorio, cuya tasa de rotación es considerablemente más alta que la de una turbina eólica a escala real debido al efecto de escala. En este estudio, evaluamos la presión de impacto de las gotas sobre una superficie húmeda de las palas de turbina eólica utilizando simulaciones numéricas del impacto de gotas líquidas al resolver las ecuaciones de Navier-Stokes combinadas con el método de volumen de fluido. Esto se llevó a cabo en combinación con una estimación del grosor de la película líquida en la pala giratoria utilizando una solución aproximada de las ecuaciones de Navier-Stokes considerando las fuerzas centrífugas y de Coriolis. Nuestro estudio reveló que la presión de impacto en el probador de erosión por lluvia superó a la de la pala de turbina eólica, atribuida a la película líquida más delgada en el probador de erosión por lluvia que en la pala de turbina eólica, causada por la influencia de las fuerzas centrífugas y de Coriolis. Esto indica la importancia de corregir la influencia del grosor de la película líquida al estimar la velocidad de impacto de las gotas en la pala de la turbina eólica. Además, demostramos el procedimiento de corrección al estimar la velocidad de impacto de las gotas en la pala de la turbina eólica.
Descripción
La erosión del borde de ataque de una pala de turbina eólica se probó utilizando un probador de erosión por lluvia con brazo giratorio, cuya tasa de rotación es considerablemente más alta que la de una turbina eólica a escala real debido al efecto de escala. En este estudio, evaluamos la presión de impacto de las gotas sobre una superficie húmeda de las palas de turbina eólica utilizando simulaciones numéricas del impacto de gotas líquidas al resolver las ecuaciones de Navier-Stokes combinadas con el método de volumen de fluido. Esto se llevó a cabo en combinación con una estimación del grosor de la película líquida en la pala giratoria utilizando una solución aproximada de las ecuaciones de Navier-Stokes considerando las fuerzas centrífugas y de Coriolis. Nuestro estudio reveló que la presión de impacto en el probador de erosión por lluvia superó a la de la pala de turbina eólica, atribuida a la película líquida más delgada en el probador de erosión por lluvia que en la pala de turbina eólica, causada por la influencia de las fuerzas centrífugas y de Coriolis. Esto indica la importancia de corregir la influencia del grosor de la película líquida al estimar la velocidad de impacto de las gotas en la pala de la turbina eólica. Además, demostramos el procedimiento de corrección al estimar la velocidad de impacto de las gotas en la pala de la turbina eólica.