Performance analysis of diffuser-augmented horizontal-axis turbines

Abstract

O trabalho apresenta uma análise do desempenho de turbinas de eixo horizontal equipadas com difusores. Um conjunto de 155 artigos na área é analisado e classificado. A amostra de trabalho é dividida entre as 16 principais linhas de pesquisa para discussão. Métricas de análise de desempenho são propostas baseadas em coeficiente de potência e velocidade de ponta de pá, para quatificar e comparar todas as turbinas de eixo horizontal com difusor em uma métrica unificada. Sugestões de projeto para o desenvolvimento de um difusor para turbinas de eixo horizontal são apresentadas com base na análise de 73 casos. A análise de coeficiente de potência sobre a amostra apresenta que, em 58% dos casos, as turbinas com difusor apresentaram um coeficiente de potência maior que a turbina sem difusor ampliada para o mesmo diâmetro. A análise sobre a velocidade de ponta de pá mostra que em quase 90% dos casos as turbinas apresentaram uma diminuição no seu intervalo operacional após a adição do difusor. Cinco turbinas de alto desempenho são discutidas, realçando suas metodologias e contribuições. Cuidado é necessário ao utilizar difusores com turbinas de alto desempenho; especialmente nesses casos, o conjunto turbina-difusor deve ser projetado simultâneamente levando em consideração que vão operar juntos.