بررسی عوامل مؤثر بر راندمان توربین محور عمودی داریوس به روش آیرودینامیکی

توربین داریوس یکی از انواع توربین های بادی محور عمودی است که علی رغم ساختار ساده، تحلیل بسیار پیچیده ای دارد. مکانیزم دینامیکی پیچیده جریان در اطراف این ماشین باعث شده مسئله بهینه سازی آیرودینامیکی آن هنوز یک مسئله باز باقی بماند. در این مقاله از روش تحلیلی چند تیوب جریانی دوگانه برای محاسبه اثر عوامل ضخامت پره، صلبیت، عدد رینولدز، گام زاویه ای و ضریب منظری بر راندمان و گشتاور راه اندازی توربین استفاده شده است. با توجه به اینکه روش تحلیلی چند تیوب جریانی دوگانه، یک روش نیمه تجربی است، ضرایب برآ و پسآی مقاطع مورد استفاده در زوایای حمله مختلف، با استفاده از اطلاعات آزمایشگاهی موجود وارد کد شده است. نتایج نشان می دهد افزایش ضخامت، عدد رینولدز و صلبیت موجب افزایش قابلیت خود راه اندازی توربین می شود. همچنین افزایش صلبیت موجب کاهش دامنه کاری توربین در سرعت های مختلف روتور خواهد شد. از طرفی افزایش ضریب منظری منجر به افزایش راندمان به خصوص در سرعت چرخش میانه می شود. همچنین نتایج نشان می دهند که توربین با صلبیت متغیر (توربین با پره منحنی) می تواند علاوه بر خود راه اندازی بهتر، در دامنه سرعت های روتور وسیع تری مورد استفاده قرار گیرد. اما بررسی پره با ضخامت متغیر نشان داد، تغییر ضخامت پروفیل در طول پره، تأثیر مثبتی بر خود راه انداز بودن توربین ندارد. افزایش گام زاویه ای، تأثیر مناسبی بر عملکرد دارد. مقایسه نتایج مطالعه حاضر با نتایج تجربی نشان می دهد کد استفاده شده از دقت مناسبی برخوردار است، اما با بالاتر رفتن سرعت دورانی روتور از سرعت دورانی نامی دقت این روش کاهش می یابد.