جستجو در مقالات منتشر شده
۳ نتیجه برای توربین باد محور افقی
عباس ابراهیمی، محمدرضا موحدی،
دوره ۱۶، شماره ۱۲ - ( ۱۲-۱۳۹۵ )
چکیده
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 ۵ 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.
عباس ابراهیمی، مصطفی نوذری،
دوره ۱۸، شماره ۶ - ( ۷-۱۳۹۷ )
چکیده
در این پژوهش، روش دیسک عملگر دوبعدی به‌صورت تقارن محوری با دقت قابل قبول و هزینه محاسباتی کم برای مطالعه جریان حول روتور توربین باد محور افقی و دنباله‌ی آن توسعه داده‌شده‌است. با استفاده از قابلیت UDF نرم‌افزار Fluent، کدی به زبان C برای اعمال ممنتوم مجازی به سیال نوشته شده و معادلات ناویر-استوکس با اضافه شدن عبارت نیروی حجمی به‌عنوان جمله چاه حل می‌شوند. اعتبارسنجی روش با داده‌های توربین باد مبنای ۵MW NREL انجام شده و اثر متقابل دو توربین پشت سرهم در مزرعه بادی، روی عملکرد آیرودینامیکی یکدیگر بررسی شده‌است. نتایج نشان می‌دهد، حضور توربین بالادست موجب کاهش توان و تراست روتور پایین‌دست تا فاصله سه برابر قطر روتور، به‌ترتیب تا حدود %۸۸ و %۵۷ می‌شود. با افزایش فاصله‌ی توربین پایین‌دست از توربین بالادست تا حدود ۱۷۰ برابر قطر روتور، توان و تراست شروع به بازیابی به‌سمت مقادیر توربین بالادست می‌کنند. نتایج توزیع توان در راستای شعاع پره نیز نشان می‌دهد برای روتور پایین‌دست در فواصل نزدیک به روتور بالادست، بخش میانی پره سهم بیشتری در تولید توان دارد. علاوه براین، اثر روتور پایین‌دست روی عملکرد توربین بالادست به‌ترتیب تا حدود ۱,۵ و ۰.۷ درصد کاهش توان و تراست است و با افزایش فاصله، این اثر ازبین می‌رود.
سید محمد سجاد سیفی، محمد مجدم، پویان هاشمی طاری،
دوره ۱۸، شماره ۹ - ( ۱۰-۱۳۹۷ )
چکیده
در این پژوهش، طراحی و بهبود آیرودینامیکی پره یک توربین بادی محور افقی کوچک جهت استخراج حداکثر توان خروجی در ضمن داشتن استحکام مکانیکی لازم برای تحمل نیروها و گشتاورهای وارده، انجام شده است. طراحی آیرودینامیکی پره با استفاده از روابط تئوری اندازه حرکت اجزای پره و با استفاده از ضرایب تصحیح مناسب جهت درنظرگرفتن اثرات سه بعدی جریان بر روی عملکرد توربین، انجام می‌شود. فرایند طراحی، به منظور یافتن توزیع شعاعی اندازه وتر به گونه ای که حداکثر توان ممکن از توربین باد بدست آید، تنظیم شده است. با استفاده از نتایج طراحی آیرودینامیکی، نیروهای وارد بر پره‌ی توربین استخراج و پره از نظر استحکام مکانیکی مورد بررسی قرارمی گیرد و تحلیل نیروهای واردشده و تحلیل تنش به منظور اصلاح ضخامت پوسته پره جهت تحمل بارهای مکانیکی وارد آن صورت گرفته است. کد عددی توسعه یافته، علاوه برآنکه ابزاری مناسب جهت طراحی آیرودینامیکی و تحلیل مکانیکی پره توربین به دست می دهد، نتایج آن برای توربین ۵۰۰ واتی مورد مطالعه، منجر به افزایش حدود ۵ درصدی توان شده است. از طرفی تحلیل مکانیکی پره جهت تحمل بارهای دینامیکی و استاتیکی بر اساس ضخامت پره و جنس آن نیز نشان می دهد تصحیح اندازه وتر چه تاثیر بر قابلیت اطمینان مکانیکی خواهدداشت. همچنین در این پژوهش مقدار بهینه‌ی سرعت نسبی نوک پره استخراج شده و تاثیر سرعت نسبی نوک پره بر ضخامت پره مورد بررسی قرار گرفته است. این بررسی سه ایرفویل متداول انجام شده است و تاثیر توزیع طول وتر و ضریب اطمینان آنها مورد قیاس قرار گرفته است.
