Resumen

Aquí utilizamos el análisis de elementos finitos para determinar la idoneidad de la fibra de basalto como sustituto del vidrio E en aplicaciones estructurales, lo que mejoraría la rentabilidad de las palas de las pequeñas turbinas eólicas. Se evaluaron cinco perfiles NACA (National Advisory Committee for Aeronautics) para seleccionar la forma óptima para las condiciones de funcionamiento del viento. Para obtener la distribución de la presión de la carga del viento sobre la pala, se realizó un análisis aerodinámico computacional mediante CFD (dinámica de fluidos computacional) basado en el diseño y las condiciones de funcionamiento de la pala. Se llevaron a cabo las propiedades de los materiales y los ensayos mecánicos para obtener la fracción de volumen de las fibras, la densidad, el módulo de Young, el módulo de cizallamiento y la relación de Poisson de los compuestos de matriz polimérica fabricados con basalto y fibra de vidrio. Las cargas de viento y las propiedades de los materiales obtenidas se utilizaron en un análisis FEM (modelo de elementos finitos) para evaluar el comportamiento estructural de la pala en condiciones de funcionamiento normales y críticas. Ambas fibras cumplen los requisitos estructurales en condiciones normales de funcionamiento. Se detectó una reducción del 4% en la tensión de la pala cuando se utilizan fibras de basalto en lugar de fibras de vidrio, y se obtuvo una reducción del 68% en la deformación total para un caso de carga crítica de 40 m/s cuando se utilizaron fibras de basalto, lo que cumplió con los requisitos estructurales y la máxima generación de energía requerida para este diseño de aerogenerador.

• Materias:Análisis de suelos Hormigón Asfalto Drenaje Acero
• Subjects:Soil testing Concrete Asphalt Drainage Steel
• Palabras claves:fibra de basalto, requisitos estructurales, propiedad del material, modelo de elementos finitos, condiciones críticas de funcionamiento, diseño de aerogeneradores, comité consultivo nacional, pala de aerogenerador, fracción de volumen de fibra, análisis de elementos finitos
• Keywords:basalt fiber, structural requirements, material property, finite elements model, critical operating conditions, wind turbine design, national advisory committee, wind turbine blade, fiber volume fraction, finite elements analysis