El coeficiente de arrastre (cw) es una cifra clave adimensional para caracterizar la resistencia al flujo de un cuerpo alrededor del cual pasa un flujo, como el rotor de una turbina eólica.
El coeficiente de arrastre depende de la geometría del cuerpo alrededor del cual pasa el flujo y su orientación al flujo. Permite el cálculo de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. Cuanto menor sea el coeficiente de arrastre, menor será la resistencia al flujo resultante. En las turbinas eólicas, la orientación del cuerpo en relación con el flujo se describe por el ángulo de ataque.
El coeficiente de arrastre es particularmente importante para los corredores de arrastre. Estos utilizan el principio de resistencia para la conversión de energía al oponer al flujo de aire la mayor resistencia posible. Por lo tanto, el rendimiento energético de los rotores de arrastre aumenta con el incremento del coeficiente de arrastre.
En combinación con otras cifras clave como el coeficiente de elevación y las condiciones ambientales, el coeficiente de arrastre también permite la descripción exacta de las propiedades aerodinámicas de una turbina eólica. Esto es particularmente relevante para los sistemas de rotor de ascensor que utilizan el principio de ascensor para la conversión de energía. La relación entre el coeficiente de arrastre y el coeficiente de elevación se llama relación de deslizamiento ε, por ejemplo, y se utiliza para comparar diferentes turbinas. Para lograr una relación de flujo favorable, los sistemas de utilización de ascensores están diseñados y funcionan de tal manera que el coeficiente de arrastre es significativamente menor que el coeficiente de elevación. Por lo tanto, durante el funcionamiento es importante señalar que ambos valores dependen del ángulo de ataque de las palas del rotor. Con el aumento del ángulo de ataque, el coeficiente de arrastre y el coeficiente de elevación aumentan. Desde un ángulo de ataque de 15° el coeficiente de arrastre aumenta muy fuertemente, pero el coeficiente de elevación disminuye. Se produce el llamado "stall", es decir, el flujo en el perfil se interrumpe.
La tabla 1 muestra los coeficientes de arrastre característicos de varias geometrías.
| Geometría | Coeficiente de resistencia |
|---|---|
| Placa plana | 1,1 – 1.3 |
| Cilindros | 0,6 – 1,0 |
| esfera | 0,3 – 0,4 |
Coeficiente de arrastre
drag coefficient