Aeroturbinas


Una turbina de hélice, accionada por el viento, tiene un diámetro entre los extremos de sus palas, de 22 m y gira a 138 r/min, siendo la velocidad del viento incidente de 12 m/s, y elrendimiento hidráulico o coeficiente de potencia, de 0,30.
Se pide:
Potencia que daría la turbina y velocidad de giro si la velocidad del viento incidente se reduce a 6 m/s.Características del funcionamiento de otra turbina semejante, construida a escala 0.2 suponiendo que la velocidad del viento es de 6 m/s.

RESOLUCIÓN
Primer apartado:
kW

kW
r/minSegundo apartado:

kW
r/min



Una aeroturbina, cuyo funcionamiento hidrodinámico global se idealiza en la figura, tiene las siguientes características:
En la sección 1,suficientemente lejos del disco, las condiciones del aire incidente son:
Velocidad: 11 m/s
Presión: 1,013 bar
Densidad: 1,25 kg/m3
El flujo de aire aprovechado por la aeroturbina estácontenido en un tubo de flujo limitado por una superficie axilsimétrica cuya sección meridiana es ABCD.
En la sección 2, el aire, que ha pasado por la máquina, ha perdido velocidad (V2 = 4,5m/s) y recobra la presión ambiente.

Suponiendo que el régimen es permanente y el movimiento uniforme en las secciones 1 y 2, sin adición de calor, despreciando las fuerzas másicas yviscosas y considerando que el fluido es incompresible, se pide:
1. Área de la sección 2, sabiendo que la sección 1 es de 12 m2
2. Fuerza de empuje sobre la aeroturbina
3. Potencia que lamáquina aprovecha del viento en las condiciones citadas.
4. Salto de presión que se produce en la aeroturbina y área barrida por el rotor de la misma.


RESOLUCIÓN
1.- Área de la sección2:
m2
2.- Fuerza de empuje sobre la aeroturbina:
N
3.- Potencia aprovechada:
W = 8,3 kW



4.- Salto de presión y área de la aeroturbina:

Pa
= 4,65 m