ESTUDO NUMÉRICO E EXPERIMENTAL DE UMA TURBINA SAVONIUS HELICOIDAL COM TORÇÃO DE 180º

Resumo

Este artigo tem o objetivo de analisar o desempenho de uma turbina eólica de eixo vertical Savonius helicoidal com torção de 180° através de testes experimentais e simulações numéricas. As simulações numéricas são baseadas no Método de Volumes Finitos, e para tal emprega-se a metodologia RANS com o modelo k-ω SST no programa Fluent/Ansys. Os testes experimentais são realizados em túnel aerodinâmico de circuito aberto com um modelo em prototipagem da turbina Savonius helicoidal. Avalia-se, também, a qualidade de malha através método GCI (Grid Convergence Index) onde é empregada três diferentes malhas computacionais nas simulações permanente, tridimensional e com a turbina estacionária. Os testes numéricos dinâmicos, com turbina em movimento, são transientes e tridimensionais. São apresentados resultados numéricos e experimentais de coeficiente de potência e de torque os quais são comparados. Além dos resultados dos coeficientes de desempenho são apresentados resultados numéricos de campos de pressão ao redor das pás rotor. São obtidos resultados satisfatórios para as comparações numéricas e experimentais de valores de razão de velocidade de ponta de pá (λ) igual a 0,5; 0,65 e 0,8. A maior diferença percentual do coeficiente de torque dinâmico entre os resultados experimentais e numéricos encontrada é de aproximadamente 10,8%. O maior valor de coeficiente de torque ocorre para λ=0,5 e o maior valor de coeficiente de potência ocorre para λ=0,65.