Ciencia & Futuro (Dec 2020)
Metodología para el diseño de parámetros en una máquina eólica vertical
Abstract
Se establecieron los parámetros de diseño de los componentes de un aerogenerador rápido de baja potencia, compuesto por rotor, palas, palas suplementarias y el árbol, combinando materiales de madera, aluminio al 13 % silicio y acero AISI 1045; para generar una potencia eólica de 305,75 W obtenida de una potencia del viento de 120,102 W donde el equipo será capaz de entrega 305,75 W/h con un rendimiento eólico del 32 %. Los componentes mecánicos, debido al momento torsor ocasionado por la fuerza centrífuga del viento, podrán girar hasta 477 r/min y transmitir un par torsional igual a 2 294 Nm. El cálculo de las condiciones de resistencia arroja a tracción es de 68,75 MPa y el esfuerzo admisible, teniendo en cuenta el coeficiente de seguridad y la resistencia a la rotura de 7,75x107 Pa, ambos parámetros inferiores a los valores permisibles. A través del análisis de los esfuerzos por el método de elementos finitos y aplicando los criterios de Von Mises se muestran las tensiones que se distribuyen a lo largo del árbol sometido a la torsión, valores máximos que soporta el árbol central de 1,577 MPa; el desplazamiento máximo de 6,62x10-6 MPa y mínimo 1,13x10-10 MPa en los elementos 7 063 y 3 128, respectivamente.
