بررسی اثر پارامترهای مهم عملکرد پره بر کارایی توربین باد
چکیده
قدرت و انرژی باد بهترین چشم انداز آینده را در میان انواع فن آوری های انرژی تجدید پذیر و پایدار دارا می باشد . جهت دستیابی به بیشترین و اقتصادی ترین انرژی از توربین باد ، می باید کارایی پره مورد ملاحضه قرار گیرد . در این تحقیق نتایج شبیه سازی ایرودینامیکی انجام شده بر اساس جریان پایایی است که با سرعت پایین از روی ایرفویل های nrel s809 ، du84-32 ، naca 63-415 ، ffa-w3-211 و wortmann fx 66-s-196 به صورت دو بعدی عبور می نماید . شبیه سازی صورت گرفته به کمک دینامیک سیالات محاسباتی توسط نرم افزار ansys cfx صورت پذیرفته است . شرایط بادی در این تحقیق با توجه به سرعت های باد در سایت های مختلف ایران می باشد . مدل توربولانسی در این تحقیق انتقال از جریان آرام به آشفته را لحاظ می نماید . نیرو های برآ و پسا ، پارامترهای مهمی در مطالعه بر روی کارایی توربین های بادی هستند . جهت دستیابی به بیشترین قدرت از توربین بادی ، بیشترین نسبت لغزش ( برآ به پسا )هدف است . کارایی پروفیل پره های گوناگون در سرعت های مختلف مورد بررسی قرار گرفته و بهینه ترین پره بر اساس بیشترین نسبت لغزش در هر سرعت محاسبه می شود . همچنین بهینه ترین زاویه حمله برای هر ایرفویل در سرعت های مختلف محاسبه شده است . نتایج محاسبه شده منبعی جهت تحقیق و پیشرفت بر روی ایرفویل های توربین بادی می باشد . نتایج عددی بدست آمده با نتایج تجربی تونل باد جهت صحت مدل ، مقایسه شده است . مقایسات نشان می دهند که کد دینامیک سیلات محاسباتی استفاده شده در مطالعه دقت خوبی در پیش بینی بارهای ایرودینامیکی وارده بر پره توربین باد داشته است . هنگامی که زاویه حمله تغییر می کند ، روش عددی توانایی پیش بینی کارایی ایرودینامیکی ایرفویل از قبیل ضرایب برآ و پسا را دارا است . ایرفویلی با نسبت لغزش بیشتر دارای کارایی بیشتری نسبت به ایرفویلی با نسبت لغزش کمتر است . از نتایج شبیه سازی انجام شده دریافت می شود که زاویه حمله اثری غالب بر روی انتخاب بهترین پروفیل دارد ، در حالی که سرعت باد همچین تاثیری ندارد . بهترین زاویه حمله برای ایرفویل های انتخابی جهت اکتساب بیشترین راندمان و کارایی در رنج 3- تا 6 درجه می باشد که با تغییر زاویه حمله در یک سرعت باد ، نسبت لغزش از ایرفویلی به ایرفویل دیگر تغییر می نماید . همچنین نتیجه می شود که با افزایش زاویه حمله بالاتر از رنج های بهینه ، نسبت لغزش کاهش می یابد و اختلاف بین نسبت لغزش ایرفویل ها بسیار کم شده و تقریبا همگی به سمت یک عدد میل می کنند .