مطالعه عددي عملكرد آيروديناميكي توربين تركيبي محور عمودي هليكال-ساونيوس

كارشناسي ارشد

در اين تحقيق، شبيه¬سازي عددي توربين¬هاي بادي عمود محور در حالت تركيب دو توربين با هندسه متفاوت جهت بررسي عملكرد آن¬ها انجام شده است. براي اين منظور، ابتدا با استفاده از نرم¬افزار فلوئنت و شبيه¬سازي يك هندسه دو بعدي، بهترين مدل توربولانسي از بين دو مدل K-ꞷ SST و TRANSITION SST انتخاب خواهد شد تا براي ساير شبيه¬سازي¬ها از اين مدل توربولانسي استفاده شود. در ادامه و براساس يك هندسه توربين باد داريوس هليكال ، روش شبيه¬سازي عددي و مدل توربولانسي براي حالت هندسه سه¬بعدي اعتبارسنجي خواهد شد. در بخش نوآوري تحقيق، سه هندسه تركيبي ساونيوس- داريوس با چينش متفاوت براي پره¬هاي ساونيوس استفاده خواهند شد. در سه هندسه مذكور، بخش مربوط به پره¬هاي هليكال تغييري نسبت به هندسه بخش اعتبارسنجي نخواهد داشت و فقط هندسه ساونيس به مجموعه اضافه خواهد شد. با توجه به اين موضوع در هندسه شماره سه، پره¬هاي ساونيوس در مركز پره¬هاي داريوس قرار خواهند گرفت. سپس در هندسه شماره چهار نيز پره¬هاي ساونيوس در مركز پره¬هاي داريوس قرار دارند، اما شعاع آنها به اندازه نصف هندسه شماره سه خواهد بود . در هندسه شماره پنج، پره¬هاي ساونيوس بالاي پره¬هاي داريوس قرار خواهند گرفت. نتايج نشان داد كه تغييرات ضريب فشار در TSR هاي مختلف شيب يكساني ندارد و همچنين به صورت يكنواخت و مشابه، با TSR تغيير نمي-يابند. در TSR هاي بالا ، سرعت نسبي بزرگتر از حالت TSR كوچك است و اين موضوع باعث مي¬شود كه لايه مرزي در يك زمان مشابه، نسبت به TSR كوچك، نازك¬تر شود. هنگامي كه لايه مرزي هم اندازه ارتفاع زبري سطح پره رشد مي¬كند، باعث مي¬شود كه يك افزايش ناگهاني در نيروي ويسكوز روي پره¬ها ايجاد شود. به خاطر وجود نيروي ويسكوز، طبعا توان و در نتيجه ضريب توان كاهش خواهند يافت. همچنين از نتايج مشاهده شد كه در TSR هاي پائين ،هنگامي كه پره¬هاي ساونيوس شعاع كمتري دارند ،توان توربين تركيبي بيشتر است.

209116

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهدي مقيمي

مكانيك

زينب پورانصاري