طراحی توربین بادی محور عمودی فراساحلی با پره‌های متخلخل

سیفی داوری, حسین; سیفی داوری, محسن; کوراوند, شهریار

طراحی توربین بادی محور عمودی فراساحلی با پره‌های متخلخل

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان

¹ کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی چابهار، چابهار، ایران

² دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرمی، گرمی، ایران

³ دانشیار، مهندسی مکانیک، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

تبدیل برق از باد به نیروی الکتریکی توسط توربین‌های بادی کوچک برای تولید برق کمک زیادی می‌کند. از آن‌ها می‌توان برای ساخت شبکه‌های مختلف از جمله شبکه‌های مستقل، متصل به شبکه و یکپارچه استفاده کرد. با توجه به اندازه و محل نصب، توربین‌های بادی کوچک برای کاربرد در جریان‌های رینولدز کم مناسب است. با هدف توسعه یک توربین بادی محور عمودی دریایی با پره متخلخل در این پژوهش، شبیه‌سازی‌هایی بر روی ایرفویل‌های مختلف پروفیل‌های NACA سری 4، سری 5 و Selig در اعداد مختلف رینولدز 60000، 100000 و 140000 با استفاده از مدل استریم تیوب دوتایی چندگانه با تصحیح افت نوک انجام شد. علاوه بر مشخصات پره، پارامترهای طراحی توربین مانند نسبت ابعاد و نسبت استحکام نیز با تغییر ارتفاع و وتر پره بررسی شد. این مقاله تحلیلی را برای طراحی یک توربین بادی محور عمودی سه پره برای افزایش عملکرد آیرودینامیکی آن از نظر ضریب توان ارائه می‌کند. رویکرد لوله جریان چندگانه دوگانه (DMST) با در نظر گرفتن تصحیح تلفات نوک، یک روش موثر پیش‌بینی عملکرد دقت مرتبه پایین‌تر برای تجزیه و تحلیل طیف گسترده‌ای از طراحی‌های توربین به شیوه‌ای مقایسه‌ای با هزینه محاسباتی قابل‌توجهی کم‌تر است. این مطالعه ایرفویل SeligS1046 را برای آزمایش‌های تونل باد در اعداد وتر هدف رینولدز در محدوده رینولدز ذکر شده مناسب نشان داد. نسبت ابعاد در اعداد مختلف رینولدز، در نسبت ابعاد 1.0 در اعداد رینولدز کم‌تر و همچنین بالاتر در محدوده خوبی از TSR مناسب‌تر می‌باشد. همچنن نسبت استحکام 0.17 برای افزایش عملکرد توربین در محدوده آزمایش شده مناسب است.

کلیدواژه‌ها