Page 115 - revista Ingeniantes 1 No 1 Vol 1 interactiva

muestran la figura 2. Para el perfil s1210, CL máximo, tuvo un valor cercano a 1.4. Otra forma de
obtener estas curvas es mediante pruebas en túnel de viento; en las pruebas experimentales en
túnel de viento llevados a cabo por M. Allen para este perfil, se aprecia que el coeficiente de
sustentación para un ángulo de ataque de aproximadamente 10º, en un intervalo de Re entre
100000 y 300000 tiene un valor cercano a 1.7 (Seling, 1995). Debido a que con Xfoil se obtuvo
un valor cercano a 1.7 a un ángulo de ataque de 10º, como se muestra en la figura 2, se optó
por emplear este software para encontrar las curvas de sustentación y arrastre para el perfil a
emplear.

Figura 2 Coeficiente de sustentación y de arrastre a diferentes números de Reynolds
del perfil S1210 obtenido con el programa DesignFoil

4.-Función de optimización geométrica del aspa

El cociente de sustentación/arrastre óptimo es de 128 y ocurre a 6°, para un Re=600,000, que
es el Re comúnmente utilizado en el diseño de aspas de turbinas eólicas pequeñas. El
coeficiente de sustentación a este valor de Reynolds es de 1.70 y el coeficiente de arrastre de
0.0132. Para encontrar la distribución de la cuerda y la torsión, se implementó un programa en
Matlab: geometría.m. Este programa requiere como entrada los Cl y Cd óptimos, previamente
elegidos de acuerdo a las curvas obtenidas en el XFOILInterface. Las ecuaciones para
encontrar la cuerda, c, y el ángulo de torsión (β) óptimos según Burton et al., 2011 y Wood,
2011, son las siguientes:

cCl  9N 16 2
4 / 9  [r  2 /(9r )]2 3
4
tan   2

3r  2 / r

  

Donde r es la relación de velocidad de punta local y  es el ángulo que se forma entre la

dirección de velocidad relativa del viento y el plano del rotor. La distribución de la cuerda y el
ángulo de torsión a lo largo del aspa se calcularon para 2 casos: a) cuando el radio del hub es
el 10% del radio del rotor (aspa1) y b) cuando el radio del hub es 15 % del radio del rotor
(aspa2). En la figura 3 se presentan las 2 distribuciones geométricas correspondientes a los dos
casos mencionados.

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