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

Authors

علیرضا عرب گلارچه

محمد مقیمان

سید محمد جوادی مال آباد

abstract

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.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

بهبود عملکرد آیرودینامیکی توربین بادی محور عمودی ترکیبی داریوس-ساونیوس

پره‌های پشت به باد توربین‌های ساونیوس اثر منفی در تولید گشتاور این توربین‌ها دارند. با افزایش نسبت سرعت نوک پره این اثر منفی در تولید گشتاور بیشتر می‌شود. به همین علت بخش ساونیوس در توربین‌های ترکیبی داریوس-ساونیوس پس از شروع به حرکت و با افزایش نسبت سرعت نوک پره، گشتاور منفی تولید می‌نماید. در پژوهش حاضر، مقابل پره‌های پشت به باد توربین ساونیوس یک دیواره قرار داده شده است تا اثرات منفی این پره...

full text

بررسی عملکرد آیرودینامیکی توربین بادی محور عمودی به عنوان جایگزین رم-ایرهای متداول هواپیما

در این پژوهش عملکرد آیرودینامیکی توربین بادی محور عمودی از نوع داریوس پره مستقیم به عنوان جایگزین رم-ایرهای متداول مورد استفاده در هواپیما بررسی شده است. فاصله‌ی کمتر این توربین‌ها از بدنه‌ی هواپیما باعث کاهش طول بازوی گشتاور نیروی پسا و حفظ تعادل هواپیما می‌شود. همچنین توربین‌های محور عمودی در نسبت سرعت نوک پره‌ی پایین‌تر نسبت به نوع محور افقی توان بیشینه‌ی خود را تولید می‌کنند؛ این مورد نیز ب...

full text

مطالعه عددی اثر ترکیب توربین های محور عمودی داریوس- ساوونیوس و تاثیر آن بر گشتاور تولیدی

چکیده هرچند که توربین داریوس نسبت به بقیه توربین‌های محور عمودی دارای بازده بالاتری است. اما گشتاور پایین این توربین ها در هنگام شروع به حرکت باعث می‌شود که این توربین ها شروع به حرکت خودکار نداشته باشند. در این مقاله به بررسی عددی و شبیه‌سازی دو بعدی یک توربین محور عمودی داریوس از نوع H روتور با شعاع 51.5 cm و با سه پره ایرفویلی شکل با مقطع NACA0021 در نرم افزار فلوئنت پرداخته شده است. ...

full text

افزایش راندمان توربین بادی محور عمودی

در دهه های اخیر، به دلیل بحران انرژی در سراسر جهان و انتشار زیاد گازهای گلخانه ای، شاهد تحقیق و توسعه فعالیت های جهانی در زمینه انرژی های تجدید پذیر، به خصوص انرژی های بادی و خورشیدی هستیم. اگر چه تا کنون پیشرفت قابل توجهی به دست آمده است، طرح های فنی موجود هنوز برای استفاده از انرژی باد با سرعت کم و شرایط خاص مناطق شهری توسعه نیافته اند. توربین ساونیوس ویژگی های خوبی به منظور بهبود این شرایط د...

15 صفحه اول

بررسی آزمایشگاهی و عددی عملکرد آیرودینامیکی یک نوع توربین بادی محور عمودی با پره های لولایی

یکی از بزرگترین معایب توربین های بادی محور عمودی عمل کننده بر اساس نیروی پسا ، عملکرد آیرودینامیکی ضعیف این توربین هاست که عمدتا به دلیل گشتاور معکوس پره پشت به باد است. اخیرا طرح جدیدی با استفاده از پره های جمع و باز شونده به منظور حذف گشتاور منفی پره های بازگشتی ارائه شده است. در مقاله حاضر عملکرد آیرودینامیکی توربین پیشنهاد شده به روش آزمایشگاهی و عددی مطالعه شده است. آزمایشات در یک تونل باد...

full text

بهبود عملکرد توربین بادی ترکیبی داریوس- ساونیوس

توربین های بادی داریوس و ساونیوس که از جمله توربین های بادی محور عمودی محسوب می شوند، به دلیل طراحی ساده و عدم وابستگی به جهت باد، موردتوجه محققان قرارگرفته اند. توربین داریوس باوجود بازده بالاتر نسبت به ساونیوس، با مشکل اساسی راه اندازی خودکار روبرو است. هدف از مطالعه حاضر، ترکیب توربین داریوس با ساونیوس، جهت دست یابی به مدلی با گشتاور راه اندازی و محدوده عملکرد مناسب، است. ابتدا یک مدل شامل س...

full text

My Resources

Save resource for easier access later


Journal title:
مهندسی مکانیک مدرس

Publisher: دانشگاه تربیت مدرس

ISSN 1027-5940

volume 15

issue 5 2015

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023