9611

8866

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك

1393

[پانزده]،89ص.: مصور،جدول،نمودار

ص.ع.به فارسي و انگليسي

ابراهيم شيراني

مهدي نيلي احمدآبادي

93/12/16

احمدرضا پيشه ور، علي اكبر عالم رجبي

مهندسي مكانيك

ID8866

1 چكيده تعداد توربينها باد گسترشيافته در سراسر جهان در سالها اخير بطـور ـ قابل توجهي افزايش يافتهاست كه البته بيشتر ايـن توربينهـا بـاد از ـ ـ ـ نوع محور افقي هستند اما در سالها اخير توربين ها محور عمود نيـز ـ مجدد مورد توجه قـرار گرفتهانـد توربينهـا محـور عمـود نسـبت بـه ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ا توربينها محور افقي دارا چندين مزيت هستند جعبـه دنـده و ژنراتـور ـ ـ ـ توربينها محور عمود ميتواند رو زمين نصب شـود بنـابراين بـار رو ـ ـ ـ پايه توربين و هزينهها تعمير ونگهدار كاهش مييابد عـلاوه بـر ايـن ـ ـ ـ عملكرد اين توربينها مستقل از جهت وزش باد است و نياز به سيستم كنترل جهت ندارند هدف از اين پژوهش شبيهسازي عددي سهبعد يك توربين بادي محور عمودي پره مارپيچ با استفاده از معـادلات نـاوير اسـتوكس متوسـط ـ ـ ـ ـ گير شده به منظور دستيابي به منحنيهاي عملكرد و به دنبـال آن بدسـت ـ ـ آوردن نسبت سرعت نوك بهينه توربين ميباشد بدين منظور ابتـدا بررسـي ـ آماري انرژي باد و تخمين پتانسيل آن طـي سـالهاي 5002 تـا 0102 در اصـفهان ـ ـ ـ انجام شد سپس با مفروض بودن مشخصـههاي هندسـي تـوربين نظيـر ابعـاد ـ ـ ـ تعداد تيغهها و نوع ايرفويل يك مدل سهبعد از تيغههاي توربين در نرم افزار Solid work تهيـه وسـپس جهـت شـبكهبنـدي و تعيـين دامنـه حـل بـه ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ نرمافزار ANSYS Meshing ICEM انتقال داده شد همچنين بررسـي اسـتقلال از ـ اندازه شبكه انجام گرفت سرانجام توربين مورد نظر بـه كمـك نرمافـزار ـ ـ ـ ANSYS CFX و با مدل توربولانسي sst شبيهسـاز عـددي شـد و مـورد تحليـل ـ ـ ـ ـ قرار گرفت منحنيهاي توان آيروديناميكي بـر حسـب سـرعت بـاد گشـتاور ـ ـ ـ ـ ـ برحسب دور و ضريب توان برحسب نسبت سرعت نـوك از مهمتـرين منحنـيهـاي ـ ـ ـ عملكرد يك توربين به شمار ميآيند كه از اين حل عددي بدست آمد نتـايج ـ حل عددي نشان داد در يك نسبت سرعت نوك معين كـه در واقـع همـان نسـبت ـ ـ ـ ـ سرعت نوك بهينه است توربين بالاترين ضريب توان را داراست و اين نسـبت ـ سرعت بسته به سرعت وزش باد تغيير خواهد كـرد بـر اسـاس منحنـي هـا ـ ـ ـ ـ ـ عملكرد نسبت سرعت نوك بهينه برا سرعت باد 5 01 و 51 متـر بـر ثانيـه ـ ـ ـ به ترتيب 1 2 2 2 و 54 2 بدست آمد بعد از اين نسبت سـرعت نـوك بـا ـ ـ ـ افزايش دور توربين به مرور ضريب توان كاهش پيدا كرده تا جايي كه در نسبتهاي سرعت نوك بالا بدليل افزايش بيش از حـد زاويـه حملـه جـدايش ـ ـ ـ جريان به وقوع خواهد پيوست و پرهها دچار وامانـدگي دينـاميكي شـده و ـ ـ ـ ضريب توان منفي ميشود همچنين تغييرات ضريب توان طـي يـك چـرخش كامـل ـ ـ روتور نشان داده شد كـه نوسـان بسـيار كمـي داشـت در پايـان نتـايج ـ ـ ـ ـ شبيهسازي عددي با نتايج حاصل از تست تونل باد نمونه مشابه مقايسه شـد ـ كه تطابق خوبي را نشان داد كلمات كليدي توربين بادي محور عمودي پره مارپيچ شبيهسازي عددي مدل توربولانسي sst نسبت سرعت نوك ضريب توان گشتاور

95 45 www cfd iut ac ir 2013 10 20 A Numerical Simulation and Performance Analysis of the Vertical AxisWind Turbine for Optimizing the Tip Speed Ratio and Power Maximazing Mohammad Ali Navarchian ma navarchian@me iut ac ir Date of submission 2014 11 17 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 I R Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor E Shirani Prof eshirani@cc iut ac irAbstractThe number of wind turbines that have been deployed all over the world has increased considerably in recentyears Most of the wind turbines that are currently deployed around the globe feature a horizontal axisconfiguration In recent years there has been a resurgence of interest in vertical axis wind turbines however Vertical axis wind turbines offer several advantages over turbines with a horizontal axis configuration Thegearbox and the generator of a vertical axis turbine can be situated on the ground thereby reducing the loadson the tower and facilitating the maintenance of the system In addition vertical axis turbines are by designinsensitive to the wind direction and therefore do not require a yaw control system The main aim of this

ابراهيم شيراني

مهدي نيلي احمدآبادي

احمدرضا پيشه ور، علي اكبر عالم رجبي