Actitud de un aerogenerador de eje horizontal

Abstract

RESUMEN: El presente trabajo describe un conocimiento completo de la Mecánica del cuerpo rígido, y un resumen muy interesante de la Mecánica de fluidos, herramientas que a lo largo del tiempo la inteligencia humana ha ido descifrando para la solución de innumerables problemas. Gracias al aprendizaje adquirido durante la maestría en SEPI- ZACATENCO, se ha podido encontrar resultados interesantes, como la actitud de la góndola de un Aerogenerador. Para calcular la actitud de un Aerogenerador se deben tomar en cuenta diferentes consideraciones que deben hacerse para facilitar el cálculo. Se analiza a la góndola del aerogenerador como un cuerpo rígido que rota alrededor de cierto eje sobre un punto fijo. Al hacer este cálculo se encuentra un conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias no lineales, las cuales se les lleva a una cuadratura y mediante los ángulos de Euler se logra una parametrizacion, la cual permite encontrar las velocidades angulares del movimiento de ella. Gracias a la variable compleja, a la transformación de Joukowki y a las leyes de Blasius en la Mecánica de fluidos se encuentran a las fuerzas y la circulación que intervienen en la góndola. La actitud, es decir la orientación o pivoteo de la góndola cuando esta sometida a fuerzas y torcas externas, se encuentra integrando a las velocidades angulares de movimiento para encontrar los ángulos de nutación y preseción que definen su movimiento. El fin de conocer el estado de movimiento (pivoteo o actitud) de la góndola, permite visualizar, analizar y en lo posterior resolver la estabilidad de este tipo de artefactos para aumentar la eficiencia de los aerogeneradores. ABSTRACT: This paper describes a complete understanding of rigid body mechanics and a very interesting overview of fluid mechanics, tools that over the time, the human mind has deciphered for the solution of many problems. Thanks to the learning acquired during the stay in SEPI-Zacatenco it could be found interesting results, such as the orientation of a wind turbine nacelle. To calculate the orientation of a wind turbine body, different considerations are to be taken into account, in order to facilitate its solution. The wind turbine nacelle has to be seen as a rigid body that rotates around an axis on a fixed point. Making this calculation, a set of nonlinear differential equations is solved, and using the Euler angles it leads to its parameterization in order to find the nacelle’s angular velocities. Through the use of complex variable, and the approach of the transformation of Joukowski and Blasius laws in fluid mechanics, the forces and the torque on the gondola can be calculated, as well as the moment and circulation, to give solution to the attitude of the wind turbine. The attitude of the wind turbine, is to say the orientation of pivot of the wind turbine nacelle when is subjected to external forces and torque, is found by integrating the angular velocities of movement to find the nutation and preset angles that define its movement. In order to know the state of movement (pivot or attitude) of the nacelle, it is possible to visualize, analyze and subsequently resolve the stability of this type of artifact to increase the efficiency of wind turbines.