پاسخ آیروالاستیک توربین بادی محور افقی در شرایط تغییر ناگهانی اندازه و جهت باد با روش ناپایای المان پره– مومنتوم

Authors

عباس ابراهیمی

استادیار دانشکده مهندسی هوافضای دانشگاه شریف محمود سکندری

فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی شریف

abstract

در این پژوهش، تغییرات دینامیکی توان خروجی توربین باد محور افقی سه پره ای مگاواتی مرجع در شرایط تغییر ناگهانی اندازه ی سرعت باد و در زوایای یاو مختلف بررسی شده است. پاسخ زمانی شامل پیچش الاستیک نوک پره و توان تولیدی روتور در این شرایط ناپایا با حالت جریان پایای باد مقایسه شده است. سه پروفیل برای تغییر ناگهانی سرعت باد مابین 10 تا 12 متر بر ثانیه و همچنین توربین در شرایط زاویه ی یاو صفر، 10 و 20 درجه درنظرگرفته شده است. با استفاده از روش ناپایای المان پره-مومنتوم و فرض نظریه تیر اویلر-برنولی برای پره، پیچش الاستیک پره ی توربین محاسبه شده است. از الگوی آیرودینامیکی دنباله ی دینامیکی برای شبیه سازی تأخیر زمانی رسیدن نتایج به شرایط پایا پس از تغییر ناگهانی سرعت باد و برای به دست آوردن ضرایب آیرودینامیکی پس از واماندگی نیز از الگوی واماندگی دینامیکی اونرا استفاده شده است. برای اعتبارسنجی روش پیشنهادی، نتایج حالت پایا با داده های منحنی عملکرد توربین مگاواتی مرجع nrel تا قبل از سرعت نامی و در حالت دینامیکی با توربین مرجع tjaereborg مقایسه شده که تطابق خوبی را نشان می دهد. نتایج نشان می دهد تغییرات ناگهانی سرعت باد باعث نوسانات شدید در پیچش الاستیک پره شده و توان خروجی توربین را تحت تأثیر قرار می دهد. همچنین افزایش گرادیان سرعت باد منجربه افزایش تأخیر زمانی رسیدن پاسخ روتور به شرایط پایای جدید می شود. وجود زاویه ی یاو توربین نیز منجربه کاهش توان روتور و بارهای آیرودینامیکی متناوب می شود. از این نتایج و روش پیشنهادی می توان برای طراحی کنترلر مناسب توربین در شرایط ناپایای مشابه فوق استفاده کرد.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

طراحی پره توربین باد محور افقی با روش مومنتوم المان پره به همراه حل عددی سه بعدی جریان آن

هدف این پژوهش، طراحی آیرودینامیکی پره توربین باد 20 کیلووات محور افقی، با روش مومنتوم المان پره و تحلیل عددی جریان سه بعدی اطراف آن، می­باشد. در روش مومنتوم المان پره، ابتدا، منحنی­های ضرایب آیرودینامیکی یک ایرفویل مشخص به عنوان ورودی در نظر گرفته می­شود. سپس، مشخصات هندسی مقاطع مختلف پره شامل: طول وتر، زاویه پیچش و زاویه نسبی جریان و همچنین قطر پره با این روش محاسبه می­گردد. به منظور انتخاب به...

full text

بهینه سازی پره توربین بادی محور افقی برای شرایط ایران

در این پایان نامه به بهینه سازی پره توربین بادی محور افقی، برای شرایط جغرافیایی ایران، با هدف بهینه نمودن گشتاور و توان خروجی پره توربین بادی در سه توربین متفاوت ¬پرداخته شده است. سرعت باد 7 برای فرایند طراحی و بهینه سازی در نظر گرفته شده است. نوع ایرفویل و زاویه حمله، به عنوان متغیر¬های بهینه¬سازی در نظر گرفته شده است. این در حالی است که سرعت باد، سرعت دورانی توربین، شعاع پره و طول وتر در هر م...

بهینه سازی آیرودینامیکی و شبیه سازی عددی پره سری ال.ام19 توربین باد محور- افقی 550 کیلوواتی

در مطالعه حاضر به بهینه­سازی پره توربین باد و بررسی پدیده واماندگی برروی پره سری ال.ام 19 توربین باد 550 کیلوواتی جهت افزایش توان پرداخته شده ­است. ابتدا، با در نظر­گرفتن سه مقطع در ریشه، وسط و نوک پره و ثابت فرض نمودن پارامترهای طول پره، تعداد پره، سرعت زاویه­ای و سرعت باد، با استفاده از کدنویسی در نرم­افزار مطلب، سه ایرفویل بهینه با زاویه­های حمله بهینه برای سه مقطع انتخاب می­شود. از آنجا که ...

full text

کنترل توربین بادی محور افقی دارای ژنراتور سنکرون به منظور جذب بیشینه انرژی باد

در توربین‌های بادی محور افقی دور متغیر به طور معمول، ژنراتورهای سنکرون روتور سیم‌بندی شده (WRSG)، سنکرون مغناطیس دایم (PMSG) و آسنکرون تغذیه دوگانه (DFIG) مورد استفاده قرار می‌گیرد. ژنراتور سنکرون با تحریک کنترل شونده، قابلیت تولید توان در سرعت‌های دورانی کمتر از نامی را دارد. در این مقاله،‏ کنترلر ولتاژ تحریک ژنراتور سنکرون برای‌ توربین بادی محور افقی با هدف جذب بیشینه انرژی باد طراحی شده و کن...

full text

طراحی آئرودینامیکی توربین بادی محورعمودی به‌روش المان پره ـ تکانه و به‌کمک داده‌های وزش باد در استان خراسان جنوبی

در این نوشتار توربین‌های بادی محورعمودی به‌دلیل سادگی طراحی و ساخت در داخل کشور برای مصارف محدود مورد توجه قرار گرفته است. روش المان پره ـ تکانه برای تحلیل و طراحی آئرودینامیکی یک توربین بادی محورعمودی با پره‌های مستقیم استفاده شده است. از هوابر نوع ۴۴۱۵N‌A‌C‌A ــٓ که در آن نسبت نیروی برآ به نیروی پسا نسبتاً بالاستٓ ــ و نیز از مدل لوله جریان چندگانه‌ی دودیسکی برای تفکیک جریان بالادست و پایین‌دست ...

full text

تحلیل پایداری آیروالاستیک پره‌های کامپوزیتی توربین بادی

آیروالاستیسیته منشاء اصلی وقوع ناپایداری‌ در سازه‌هایی است که تحت تاثیر نیروهای آیرودینامیکی قرار می‌گیرند. از مهمترین این ناپایداری‌ها ارتعاشات کوپل خمش و پیچش است، که به آن فلاتر گفته می‌شود. در این تحقیق به مطالعه‌‌‌ پایداری آیروالاستیک پره کامپوزیتی توربین بادی پرداخته شده ‌است. هندسه، لایه‌چینی و بارگذاری سازه کامپوزیتی پره توربین طراحی شده با سازه‌های موجود مورد ارزیابی قرارگرفته و برای م...

full text

My Resources

Save resource for easier access later


Journal title:
مهندسی مکانیک مدرس

جلد ۱۶، شماره ۸، صفحات ۱۷۷-۱۸۴

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023