بررسی تجربی آئرودینامیک پروفیل پره توربین بادی و مقایسه آن با مدل تحلیلی
چکیده
پره های روتور اصلی ترین بخش توربین های بادی هستند. خصوصیات آئرودینامیکی توربین های بادی وابسته به شکل هندسی پره هایشان بوده و خصوصیات پره ها به نوبه خود وابسته به پروفیل سطح مقطع آنها می باشد. پروفیل سطح مقطع یک پره معمولا ً به صورت ایرفویل است. قسمت اعظم طراحی یک توربین باد از لحاظ مدت انجام و حجم محاسبات تنها صرف شناسایی نیروهای وارد بر پره توربین می گردد. در این تحقیق مدل هایی از مقاطع پره توربین باد محور افقی در سرعت های کم در تونل باد مورد آزمایش قرار گرفته است. آزمایشات به گونه ای صورت گرفت که مقطع پره با وتر ثابت 10 سانتی متر سرتاسر عرض اتاقک آزمون را ، از یک دیوار تا دیوار روبرو اشغال کرده بود. مدل های مورد تست، ایرفویلهای از خانواده ایرفویلهای nrel ، شامل ایرفویل مورد استفاده در قسمت ریشه پره از نوع s823 و ایرفویل مورد استفاده در قسمت نوک پره از نوع s822 بودند. در این تحقیق با اندازه گیری ناحیه دنباله پشت مدلها، ابتدا جریان هوا در پشت مدلها از نظر کمی و کیفی با مطالعه پهنا و وسعت پروفیل سرعت و پروفیل شدت اغتشاشات دنباله و همچنین نحوه تغییر پروفیل سرعت و پروفیل شدت اغتشاشات با زاویه حمله و عدد رینولدز بررسی شده است. سپس با استفاده از روش wake survey ضریب پسای دو ایرفویل s822 و s823 در اعداد رینولدز پایین محاسبه شده اند. نتایج این تحقیق نحوه تغییرات ضریب پسا، پروفیل های سرعت و شدت اغتشاشات دنباله مدل های مورد آزمایش را با تغییر عدد رینولدز و زاویه حمله اندازه گیری شده، نشان داده است. با توجه به اینکه توربین های بادی اغلب با سرعت های پایین باد مواجه هستند، آگاهی از مناسبترین زاویه حمله و کیفیت تغییرات ضریب پسا با زاویه حمله در اعداد رینولدز اندازه گیری شده در این تحقیق برای طراحی آئرودینامیکی پره های توربین بادی که در این بازه از سرعت های جریان کار می کنند بسیار مفید خواهد بود. برای اطمینان از صحت داده برداریها و نتایج تست، نتایج آزمایشگاهی بدست آمده با مقادیر ضریب پسای که توسط selig و mcgranahan بدست آمده و توسط nrel اعلام شده، مقایسه شده است.