Canvi de l'àngul d'atac
El canvi de l'àngul d'atac (blade pitch) consistix en modificar l'àngul d'atac dels fulls d'una hèliç o les pala d'un rotor d'helicòpter que es mouen en un decorregut (normalment l'aire, pero també s'aplica a hèlices de barco) per a controlar l'energia entregada al decorregut (per a propulsar un vehícul) o l'absorbida d'ell (per eixemple per una turbina eòlica). Les turbines eòliques (aerogeneradores) utilisen el canvi de l'àngul d'atac de les seues pala per a ajustar la seua velocitat de rotació i l'energia que generen. Una hèliç de barco utilisa este efecte per a controlar la velocitat de la nau sense canviar la velocitat de rotació de l'eix de l'hèliç i per a aumentar l'eficàcia de desplaçament en el decorregut. No totes les hèlices de barco disponen de mecanisme de canvi de l'àngul d'atac, solament les d'alguns grans bucs; les hèlices de barcos menuts són de pala fixes.
Aeronaus
[editar | editar còdic]
En les aeronaus d'hèliç, el canvi de l'àngul d'atac es descriu habitualment com "tosco" quan l'àngul de la pala de l'hèliç és més be horisontal, i "fi" quan és més be vertical.
El canvi de l'àngul d'atac es medix habitualment per una ràtio d'unitats de rotació/distancia assumint que no hi ha esmonyida.
El canvi de l'àngul d'atac en una aeronau actua de manera similar al canvie de marches d'un coche. Un àngul baix permet a l'aeronau, partint d'una baixa velocitat, incrementar-la ràpidament (i també ascendir corrents en l'aire) mentres que un àngul alt conseguix una bona velocitat de travessia i un reduït consum de combustible.
El "espente" (lift) produït per la pala d'una hèliç que gira depén del seu àngul d'atac i la seua velocitat. Com la velocitat de la pala varia des de la base (més llenta) fins a la punta (més ràpida), la pala no es construïx plana, sino en una forma alabeada precisament calculada per a que l'espente siga aproximadament constant a lo llarc de tota la pala. Açò es denomina "adelgazamiento" (washout). Aixina són totes les hèlices, llevat les més simples.
És prou comú en aeronaus que l'hèliç es dissenye per a canviar l'àngul d'atac de les pala durant el vol, en la finalitat de proporcionar un òptim espente en tot el ranc de velocitats de l'aeronau, des de l'envolament i l'ascens fins a la travessia.
Helicòpter
[editar | editar còdic]Els helicòpters poden canviar l'àngul d'atac de les pala de la seua rotor principal, i en això l'acceleració vertical o la velocitat de pujada del vehícul. Este control també es denomina colectiu per a distinguir-ho del control cíclico del moviment lateral. La disposició colectiva de totes les pala es conseguix principalment movent verticalment la placa de femelles del rotor (swashplate).
Emplumado
[editar | editar còdic]Emplumar (feathering) les pala d'una hèliç significa aumentar el seu àngul de fins a posar-les paraleles al fluix d'aire. Açò es fa en un avió de vàries hèlices: si falla el motor d'una d'elles, eixa hèliç es empluma per a oferir la mínima resistència aerodinàmica, mentres que les atres hèlices seguixen impulsant l'avió.
Turbines eòliques
[editar | editar còdic]
El control de l'àngul d'atac és una característica de casi totes les modernes grans turbines eòliques d'eix horisontal. Mentres funciona, impulsada per un vent de velocitat normalment canviant, el sistema de control de la turbina va canviant l'àngul d'atac de les seues pala (també cridades aspes) per a mantindre la velocitat del rotor dins dels llímits operatius. Emplumar les pala deté el rotor durant les parades d'emergència, o sempre que la velocitat del vent supera el màxim de disseny. Durant el montage i el manteniment dels aerogeneradores, les pala normalment es empluman per a reduir indeseados moments de força que puguen produir raches de vent.
Es preferix el control de l'àngul d'atac als frens del rotor, perque estos frens són propensos a fallar o a sobrecarregar-se per la força del vent. Este fallo pot fer que la turbina es descontrole i es destruïxca en girar molt més corrents que la seua velocitat màxima de disseny. En canvi, en el control de l'àngul d'atac, una volta que s'han emplumado les pala, la velocitat del vent no afecta la tensió en el mecanisme de control.[1]
El canvi de l'àngul d'atac pot realisar-se per mig de mecanismes hidràulics o elèctrics. Els hidràulics duren més, responen més ràpidament per la seua major força impulsora, i el seu resort de respal necessita menys manteniment. No obstant tendixen a requerir més energia per a mantindre el sistema a alta pressió, i poden sofrir fugues. Els sistemes elèctrics consumixen i desperdicien menys energia, i no sofrixen fugues. No obstant requerixen costosos sistemes de bateries i condensadores (sistemes d'alimentació ininterrompuda) per al cas de que falle el suministrament elèctric.[1]
El control de l'àngul d'atac de les pala no necessita ser actiu (utilisar actuadorés). Les turbines eòliques controlades pasivamente confien en el fet de que l'àngul d'atac aumenta en la velocitat del vent. Es poden dissenyar les pala per a que deixen de funcionar més allà d'una determinada velocitat. Açò explica en part per qué s'ampren pala alabeadas: el alabeo permet una parada gradual perque cada porció de la pala té un àngul d'atac diferent i es detindrà en un moment distint.[2]
El control de l'àngul d'atac supon normalment menys del 3 % del cost d'un aerogenerador, mentres que les seues averies suponen el 23 % de tot el temps que està fòra de servici, i el 21 % de tots els fallos de components.[3]
Vore també
[editar | editar còdic]Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 «Wind turbine blades that change pitch boost wind power efficiency». Machine Design. Consultat el 10 de maig de 2019.
- ↑ «Power Control of Wind Turbines». xn—drmstrre-64ad.dk. Consultat el 10 de maig de 2019.
- ↑ «Pitch Control Critical for Wind Power». Machine Design. Consultat el 10 de maig de 2019.
Referències
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Cambio del ángulo de ataque» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.