Turbina de aire de impacto para la recarga de baterías

Abstract

La principal idea es la incorporación de turbinas de aire de impacto que generen energía cuando el aire choca con éstas cuando el coche eléctrico está en movimiento. Una turbina es una turbomáquina relacionada con la generación de energía para su posterior uso. El objetivo principal es el diseño de la cámara de aire que direcciona el flujo de aire hacia la turbina de aire para convertir la energía cinética del fluido en cuestión, en energía mecánica. Para la realización del proyecto, se ha examinado la totalidad de las patentes relacionadas con el aprovechamiento de la energía cinética del aire en vehículos en movimiento. Una vez examinadas, se ha procedido al diseño del conducto de aire. Los objetivos principales para cumplir han sido conseguir la máxima eficiencia del conducto, y puntos de máxima velocidad del aire para que así la turbina gire más rápido. Se han realizado dos estudios diferentes para la optimización del sistema: - El primero se ha centrado en la localización externa del conducto. Después de varias iteraciones se ha optado por la colocación del conducto con la toma de aire en el lateral, y acabando en la parte trasera del coche. De esta manera, las pérdidas de carga son mínimas y el fluido no se frena al entrar en el conducto. - El segundo estudio realizado tiene como base el conducto que va lateral- atrás. A partir de aquí, utilizando como base teórica el efecto Venturi y las ecuaciones de Bernoulli, se obtiene el conducto con una reducción de sección óptima que hace que la velocidad aumente y así el fluido choque con las aspas de la turbina con mayor impacto y por tanto el rendimiento sea mayor. Finalmente, se simula que el flujo de aire a través del conducto diseñado es éste. Se ve como no reduce la velocidad ni en un 20%, lo cual resulta eficiente.

The main idea is to incorporate the impact air turbines generating energy when the air crash with them, being the electric car in movement. The turbine is a turbomachine related with the energy generation for the subsequent usage. The main goal is the air conduct design driving the air flow towards the air turbine to convert the kinetic energy of the fluid in mechanics energy. For the execution of the project, there has been analyzed all the patents related with the kinetic energy performance of the air, within vehicles in movement- After all the analysis, it has been proceeded to design the air conduct. The main objectives to accomplish the results, has been to achieve the maximum efficiency of the conduct, and marks of max speed of the air, to obtain faster spin around the turbine. It has been carried out two different studies in order to optimize the system: - The first one, has been focused on the external location of the conduct After several interactions the option selected is to allocate the conduct with the air outlet in the side, ending in the back of the car. In this way, the charge loss is minimum, and the fluid do not stop when entering in the conduct. - The second study prepared, is based on the conduct located in lateral-back. From this point, using as a theory base the Venturi effect and the Bernoulli equation, the result is the conduct with an optimum section reduction which make speed increase, and therefore the fluid collide with the turbine’s blades with a higher impact, and consequently with a better the performance. For the fulfillment of the project, it has been used the finite elements´ method, using SolidWorks for the simulation of the ensemble vehicle-conduct. Finally, it has been simulated that the air flow through the conduct design is this. And can be observed that the speed is not even reduced in a 20%, which results efficient.