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 Engenharia Ambiental: Pesquisa e Tecnologia > Vol. 8, Nº 3 (2011) Open Journal Systems 


Estudo do campo de isovelocidades para avaliação do posicionamento de turbinas hidrocinéticas no rio Maracá–AP

Leandro Rodrigues Souza, Universidade Federal de Campina Grande
Alan Cavalcanti Cunha, Universidade Federal do Amapá
Antônio Cesar Pinho Brasil Junior, Universidade de Brasilia
Luis Aramis Reis Pinheiro, Universidade de Brasilia


Resumo
Em canais abertos os sistemas de escoamento de fluidos podem ser descritos a partir do mapeamento de isolinhas ou campos de isovelocidades (isovel), descritos sobre a região da seção transversal. Máximas velocidades na corrente sobre a seção podem ser identificadas, especialmente quando o interesse é a geração de energia hidrocinética em rios. O objetivo deste trabalho é analisar a variação das máximas velocidades na seção transversal do rio Maracá, localizado em uma reserva extrativista do Estado do Amapá para estimar o potencial de geração de energia hidrocinética. A metodologia de quantificação das isovel e vazões sazonais baseou-se em técnicas hidrométricas com uso de molinete de hélice ao longo de pontos verticais. O período de estudo compreendeu duas medidas em outubro de 2007 (vazão mínima) e em fevereiro de 2008 (próxima da vazão máxima). No período analisado observou-se uma significativa variação do posicionamento geométrico das máximas isolvel, provavelmente decorrente da mudança das características do escoamento e da influência da diferença geométrica do perímetro molhado sobre o escoamento. A variação da posição da máxima isovel foi significativa, indicando a necessidade de reposicionamento lateral do eixo da turbina hidrocinética em ambas as estações climáticas. Concluiu-se que esta variação deve ser considerada como um parâmetro relevante em projetos de estruturas de suporte do eixo da turbina, melhorando sua eficiência operacional e a capacidade de geração elétrica, a partir de um simples ajuste no posicionamento lateral do eixo da máquina indicado pela maior isovel.
Palavras-chaves: energia hidrocinética; isovel (isolinhas de velocidade); molinete de hélice


ABSTRACT

In open channels the water flow can be described through a mapping of longitudinal velocity or isovelocity fields (isovel), it described in the transverse section. The Maximum velocity region in the river cross section could be identifying when the interest is hydrokinetic energy generation in rivers. The purpose of this study is to analyze the maximum velocities variation in the transverse section of Maracá River, near by a sustainable development protection region. O objective is to estimate the potential hydrokinetic energy generation. The quantification methodology of isovel and seasonal flow was based in hydrometric techniques using propeller reel along vertical profile. The experimental measurements were performed twice: the first in October 2007 (minimum flow) and seconde in February 2008 (near maximum flow). In the analyzed period was observed a significant variation in the geometric positioning isovel, which occurred probably due to change in the flow characteristics and of influence on geometry of wet perimeter over the flow. The variation of the position of maximum isovel was significant, indicating need for lateral repositioning of the turbine axis hydrokinetic for each season. This study has observed that the seasonally variation could be considerate a relevant parameter in projects of structures of support of turbine axis, improving the turbine operational efficiency and the electric generation capacity. This proceeding could be carried out by a simple adjust in the lateral positioning in the machine axis indicates for the biggest isovel.
Keywords: Isovel; Stream velocity mapping; propeller reel; hydrokinetc energy.



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Engenharia Ambiental: Pesquisa e Tecnologia.   ISSN: 1809-0664