Estudio de comprobación del diseño de la hélice, la torre y la góndola de un aerogenerador tripala de 20 kW mediante simulación numérica computacional
La presente tesis tiene como objetivo principal comprobar el diseño de la torre, la góndola y la hélice de un aerogenerador tripala de 20 kW y eje horizontal, empleando simulación numérica computacional mediante el software ANSYS. Se realizó el estudio aerodinámico de la hélice, obteniéndose el c...
| Autor Principal: | Flores Heredia, Diego Fernando |
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| Formato: | Tesis de Licenciatura |
| Idioma: | Español |
| Publicado: |
Pontificia Universidad Católica del Perú
2016
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/7061 |
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| Sumario: |
La presente tesis tiene como objetivo principal comprobar el diseño de la torre, la
góndola y la hélice de un aerogenerador tripala de 20 kW y eje horizontal, empleando
simulación numérica computacional mediante el software ANSYS. Se realizó el estudio
aerodinámico de la hélice, obteniéndose el campo de presiones que actúa sobre la
misma, así como el torque y la potencia que es capaz de transmitir. Con la distribución
de presiones obtenida se procedió a realizar el análisis estructural de la hélice,
obteniéndose un factor de seguridad de 1.3. Se determinaron también las frecuencias
naturales y los modos de vibración de la hélice, observándose que no ocurrirá el
fenómeno de resonancia. Posteriormente se realizó un análisis estático estructural de
la torre bajo dos escenarios: posición de funcionamiento y posición inicial de izaje, el
cual permitió obtener la distribución de esfuerzos y desplazamientos de la misma. A
partir de estos resultados se tiene que la torre trabajaría con un factor de seguridad
por resistencia no inferior a 1.3. Mediante un análisis de estabilidad se obtuvo el factor
de pandeo de la torre, igual a 31. También se obtuvieron los modos de vibración de la
torre y sus correspondientes frecuencias naturales, observándose que las frecuencias
naturales están alejadas de la frecuencia nominal de trabajo. Mediante otro análisis
estructural estático se obtuvieron los resultados de esfuerzos y desplazamientos para
de los componentes de la góndola, que fueron analizados de forma individual y en
conjunto. El factor de seguridad de estos componentes es superior a 1.2. Los estudios
de simulación estructurales de la torre y góndola se verificaron a través de cálculos
analíticos, comprobándose que los resultados son correctos. Los resultados obtenidos
permiten concluir que el diseño propuesto por la empresa WAIRA, evaluado bajo las
condiciones descritas en este documento, está apto para operar adecuadamente. |
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