Resultados Túnel de Viento - Wind Tunnel Results

Durante el año se realizaron una serie de pruebas en el túnel de viento, con el fin de determinar un parámetro de diseño bastante importante: el traslape de la palas, es decir, el cociente e/d óptimo para un Savonius Helicoidal. En Savonius Tradicionales, se suele considerar un valor de 1/6 como el más eficiente , aunque el rango suele variar desde 1/3 hasta 1/6 [Increase in the Savonius Rotor’s Efficiency via a Parametric Investigation.  Jean-Luc Menet, Nachida Bourabaa, Université de Valenciennes].

Es por ello que se construyeron modelos de Savonius Helicoidales con diversos traslapes, para su prueba en el túnel.

Para medir la potencia generada por los modelos se midió el torque máximo que imprimía la turbina a su eje de rotacióna a una determinada velocidad de viento, mientras que simultáneamente se registraron las RPM a las que giraba. Así, torque*RPM, con las respectivas conversiones de unidades, nos entregaron potencia en Watts, lo que fue comparado con la potencia del flujo de aire que pasaba por la sección del rotor: 

P= 0.5*ρ*A*v^3

Siendo ρ la densidad del aire, v la velocidad del viento y A el área del modelo que enfrenta al viento. 

Las mediciones en el túnel tuvieron una función meramente comparativa, debido a diversas razones:

-La sección transversal del túnel es de sólo 0.25*0.35=0.0875 [m^2], por lo cual los modelos podían tener como máximo las medidas que aparecen en la imagen de la derecha, cuya área corresponde al 25% de la sección del túnel. Esto se hace para minimizar el efecto de blockage. Esto significa que los modelos eran muy pequeños y por lo tanto fue difícil obtener mediciones en extremo precisas. 

-Instalar un sistema de alta precisión requería de tiempo y dinero no disponibles.

-El objetivo de las mediciones en el túnel son sólo guiar el diseño hacia un traslape en específico, el cual podrá ser variado en el prototipo final.

Entonces, la tarea de obtener los coeficientes de potencia con los distintos traslapes quedará para el momento en que se instale la turbina, para ser evaluados en condiciones reales.

El análisis de los resultados dio el siguiente veredicto: el coeficiente de potencia para los modelos de 1/6, 1/5 y 1/4  es muy parecido, sin embargo, el modelo de 1/5 presentó valores un poco más altos y a TSR (Tip Speed Ratio, [velocidad del elemento más alejado del eje de rotación/velocidad del viento]) más bajas.  En cuanto al torque estático, el de 1/5 tuvo nuevamente mejores resultados que los demás modelos, lo que nos lleva a afirmar, en una primera instancia, que para un Savonius Helicoidal el mejor valor de traslape es 1/5.

Sin embargo, estos resultados serán verificados en el prototipo en terreno, que es donde realmente importa.