در این پژوهش، امکان استفاده از عملگر پلاسما به‌عنوان ابزاری برای کنترل جریان روی پره‌ی روتور توربین باد محور افقی مگاواتی و افزایش توان خروجی آن بررسی شده-است. برای این‌کار، روتور توربین باد 5 مگاواتی مرجعِ ان.آر.ای.ال. انتخاب و عملگر پلاسمای دی‌.بی‌.دی. خطی در چند حالت مختلف، در نزدیکی ریشه و نوک پره، قرارداده شده‌است. توربین باد موردنظر، از روش کنترل گام پره در سرعت‌های بادِ بالاتر از سرعت نامی توربین برای ثابت نگه‌داشتن توان خروجی استفاده می‌کند و در سرعت‌های باد پایین‌تر، این سامانه غیرفعال است. در این پژوهش شرایط عملکردی بررسی‌شده برای توربین در سرعتی کمتر از سرعت نامی است که سامانه کنترل گام پره غیرفعال است. عملگر پلاسمای دی‌.بی‌.دی از دو الکترود و ماده دی‌الکتریک مابین آنها تشکیل شده که با اعمال ولتاژی به اندازه کافی بزرگ به الکترودها، میدان الکتریکی در اطراف عملگر شکل می‌گیرد و با یونیزه‌کردن هوای اطراف، جتِ جریانی در نزدیک دیواره در اثر میدان الکتریکی القا می‌کند. اعتبارسنجی برای شبیه‌سازی اثر عملگر پلاسما و جریان روی پره روتور انجام‌شده و با نتایج مراجع مقایسه شده‌است. نتایج نشان می‌دهد در تمامی حالت‌های مختلف قراردادن عملگر پلاسما روی پره، الگوی جریان در قسمت کنترل‌شده بهبود یافته که منجربه بهبود توزیع فشار و درنتیجه افزایش گشتاور آیرودینامیکی و توان خروجی توربین ‌شده‌است. بیشترین میزان افزایش توان خروجی در حالتی رخ‌داده است که عملگر در راستای دهانه پره در نزدیکی ریشه و در راستای وتر پره قبل از ناحیه کم‌سرعت روی سطح بالایی مقطع پره نصب شده‌است.

واژه‌های کلیدی: کنترل جریان، توربین باد محور افقی، عملگر پلاسما، مدل الکترواستاتیک

متن کامل [PDF 940 kb]   (5794 دریافت)