O efeito sweep não otimização de pás de turbinas hidrocinéticas de eixo horizontal com difusor

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dc.contributor.advisor-co1BLANCO
dc.contributor.advisor1VAZ, Jerson Rogério Pinheiro
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1623983294183975
dc.contributor.advisor1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0001-6440-4811
dc.contributor.memberBLANCO, Cláudio José Cavalcante
dc.contributor.memberPETRY, Adriane Prisco
dc.contributor.memberLINS, Erb Ferreira
dc.contributor.memberGALHARDO, Marcos André Barros
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8319326553139808
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5893392501816783
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5272283698536321
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6672470707462259
dc.contributor.member1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0001-8022-2647
dc.contributor.member1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-1272-5303
dc.contributor.member1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-6643-5889
dc.contributor.member1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0001-6248-5187
dc.creatorANDRADE, Silvia Cristina de Pádua
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5086189027878863
dc.creator.ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-2787-6825
dc.date.accessioned2026-02-12T13:19:24Z
dc.date.available2026-02-12T13:19:24Z
dc.date.issued2025-12-18
dc.description.abstractThis studypresentsanoptimizationmodelforsweptbladesofhorizontal-axis turbines, couplingtheeffectsofblade sweep and adiffuser.Theformulation,groundedin Blade ElementMomentumTheory,isextendedbyincorporatingthediffuserefficiency(ηd) and diffuserthrustcoefficient(CTd), aswellasaradialtransformationfunctionthatmaps the bladesectionsalongthecurvedspan.Resultsforthediffuser-augmentedhydrokinetic turbine indicatethatbladeswith sweep angles around ±30◦ preventcavitationbykeeping the relativevelocityW belowthecriticalcavitationvelocity VCAV , whileincreasingchord and circulation(Γ) intheouterbladeregions,withnorelevantchangesinthePrandtl tip-loss factor.Fortheaerodynamicassessmentofthe NREL PhaseVI turbine, themodel predictions arecomparedagainstexperimentaldataavailableinthe NREL PhaseVI literature, whichareusedasreferenceforevaluationandvalidationanddonotcorrespond to experimentsconductedwithinthiswork.Inthisstage,forward sweep at βi = −30◦ increased themaximumpowercoefficientto CP,max = 0.40, approximately12%higher than thereportedexperimentalvalueforthestraightblade,whereasbackward sweep at βi = +30◦ reproduced thereferenceperformance,withtheoptimumconditionshifted towardhighertip-speedratios.Overall,theproposedmodelprovedeffectiveinmitigating cavitation,improvingenergyextraction,andreducingaxialloads,therebyconstitutinga promising toolforthedesignofhydrokineticturbinesoperatinginlow-velocityflows,such as thosetypicaloftheAmazonregion.
dc.description.affiliationIFAM - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas
dc.description.resumoO presentetrabalhoapresentaummodelodeotimizaçãoparapáscurvadasde turbinas deeixohorizontal,incorporandodeformaacopladaosefeitosde sweep e difusor. A formulação,fundamentadanaTeoriadoMomentumdeElementodePá,éestendidapela inclusão dosparâmetrosdeeficiênciadodifusor(ηd) ecoeficientedeempuxododifusor (CTd), alémdeumafunçãodetransformaçãoradialdestinadaaajustaraposiçãoaolongo da curvaturadapá.Osresultadosparaaturbinahidrocinéticacomdifusorindicamquepás com sweep em tornode ±30◦ evitamacavitaçãoaomanteravelocidaderelativaW abaixo da velocidadecríticadecavitação VCAV , enquantoampliamacordaeacirculação(Γ) nas regiõesexternas,semalteraçõesrelevantesnofatordeperdadepontadePrandtl.Na análise aerodinâmicadaturbina NREL PhaseVI, osresultadosdomodelosãocomparados com dadosexperimentaisdisponíveisnaliteraturadaturbina NREL PhaseVI, utilizados como referênciaparaavaliaçãoevalidação,nãocorrespondendoamediçõesexperimentais realizadas noâmbitodestetrabalho.Nessaetapa,o sweep para frenteem βi = −30◦ elevou o coeficientemáximodepotênciapara CP,max = 0,40, aproximadamente12%acimado valorexperimentalreportadoparaapáreta,enquantoo sweep para trásem βi = +30◦ reproduziu odesempenhodereferência,comcondiçãoótimadeslocadaparamaioresrazões de velocidadedeponta.Demodogeral,omodelodemonstroucapacidadedemitigar cavitação,elevaroaproveitamentoenergéticoereduzircargasaxiais,configurando-se como ferramentapromissoraparaoprojetodeturbinashidrocinéticasemescoamentosde baixa velocidade,característicosdaregiãoAmazônica.
dc.identifier.citationANDRADE, Silvia Cristina de Pádua. O efeito sweep não otimização de pás de turbinas hidrocinéticas de eixo horizontal com difusor. Orientador: Jerson Rogério Pinheiro Vaz. 2025. 150 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/handle/2011/18002. Acesso em:.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/18002
dc.languageporpt_BR
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Parápt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Tecnologiapt_BR
dc.publisher.initialsUFPApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazôniapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.source1 CD-ROMpt_BR
dc.subjectPás curvadas.
dc.subjectEfeito sweep.
dc.subjectDifusor.
dc.subjectCavitação.
dc.subjectTurbinas Hidrocinéticas.
dc.subjectOtimização dapá.
dc.subjectNRELPhaseVI.
dc.subjectSwept blades.
dc.subjectSweepeffect.
dc.subjectDiffuser.
dc.subjectCavitation.
dc.subjectHydrokineticturbines.
dc.subjectBladeoptimization.
dc.subjectNRELPhaseVI.
dc.subject.areadeconcentracaoUSO E TRANSFORMAÇÃO DE RECURSOS NATURAISpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS
dc.subject.linhadepesquisaMODELAGEM E SIMULAÇÃO DE PROCESSOS
dc.titleO efeito sweep não otimização de pás de turbinas hidrocinéticas de eixo horizontal com difusor
dc.title.alternativeThe sweep effect in the optimization of horizontal axis hydrokinetic turbines for the amazon
dc.typeTesept_BR

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