پایان نامه تحلیل عددی رفتار دینامیکی پره های توربین بادی با محور عمودی به روش اویلری- لاگرانژی کوپل شده
نوع فایل: word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 119 صفحه
چکیده
در این تحقیق، توربین بادی با محور عمودی مدل ساوونیوس مدلسازی شده است. توربین بادی در حجم کنترل سیالاتی که همان تونل باد در شرایط واقعی می باشد، مدلسازی شده و تحت وزش باد با سرعتهای متفاوت بررسی شده است. همچنین از لحاظ نسبت هم پوشانی نیز در سه حالت مختلف تحت بررسی قرار گرفته تا بهترین حالت توربین با گشتاور استاتیکی بهینه تعیین گردد.
بر خلاف تمامی تحقیقات انجام شده، روش ارائه شده در این تحقیق، مدلسازی برخورد سیال با پره های توربین می باشد که امکان بررسی رفتار دینامیکی و محاسبات تنش و کرنش وارد بر پره توربین را دارد.
نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که در مناطقی که سرعت وزش باد کم است، از توربینی باید استفاده گردد که زاویه فاز بین دو طبقه توربین کم باشد و در مناطقی که سرعت وزش باد زیاد باشد، از زاویه فاز زیاد استفاده نمود. همچنین، برای کاهش نوسانات سرعت زاویه ای روتور توربین، در مناطقی که سرعت وزش باد زیاد است از زاویه فازهای بزرگتر استفاده گردد. اما در مناطقی که سرعت وزش باد کمتر است از زاویه فاز کوچکتر استفاده گردد.
مدلسازی کامل برهمکنش سیال بر پره های توربین، نشان می دهد که گشتاور استاتیکی در لحظه شروع چرخش روتور، به علت وجود یاتاقان در شرایط واقعی، افزایش می یابد، اما پس از شروع حرکت و غلبه بر نیروی اصطکاک ایستایی، کم کم مقدار گشتاور کاهش می یابد. این مقدار در زاویه حدود ۸۵ درجه به حداقل خود می رسد که در همین لحظه توربین بیشترین سرعت خود را خواهد داشت.
همچنین نمودار انرژی جنبشی و کل توربین مورد بررسی قرار گرفته است که نشان دهنده افزایش این مقادیر به سبب افزایش سرعت باد برای همه توربین ها و افزایش زاویه فاز برای توربین های دو طبقه می باشد.
همچنین، بررسی نتایج بدست آمده از روش اجزاء محدود با نتایج آزمایشگاهی مقایسه و نشان داده شده است که همخوانی قابل قبولی بین این نتایج وجود دارد.
بر خلاف تمامی تحقیقات انجام شده، روش ارائه شده در این تحقیق، مدلسازی برخورد سیال با پره های توربین می باشد که امکان بررسی رفتار دینامیکی و محاسبات تنش و کرنش وارد بر پره توربین را دارد.
نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که در مناطقی که سرعت وزش باد کم است، از توربینی باید استفاده گردد که زاویه فاز بین دو طبقه توربین کم باشد و در مناطقی که سرعت وزش باد زیاد باشد، از زاویه فاز زیاد استفاده نمود. همچنین، برای کاهش نوسانات سرعت زاویه ای روتور توربین، در مناطقی که سرعت وزش باد زیاد است از زاویه فازهای بزرگتر استفاده گردد. اما در مناطقی که سرعت وزش باد کمتر است از زاویه فاز کوچکتر استفاده گردد.
مدلسازی کامل برهمکنش سیال بر پره های توربین، نشان می دهد که گشتاور استاتیکی در لحظه شروع چرخش روتور، به علت وجود یاتاقان در شرایط واقعی، افزایش می یابد، اما پس از شروع حرکت و غلبه بر نیروی اصطکاک ایستایی، کم کم مقدار گشتاور کاهش می یابد. این مقدار در زاویه حدود ۸۵ درجه به حداقل خود می رسد که در همین لحظه توربین بیشترین سرعت خود را خواهد داشت.
همچنین نمودار انرژی جنبشی و کل توربین مورد بررسی قرار گرفته است که نشان دهنده افزایش این مقادیر به سبب افزایش سرعت باد برای همه توربین ها و افزایش زاویه فاز برای توربین های دو طبقه می باشد.
همچنین، بررسی نتایج بدست آمده از روش اجزاء محدود با نتایج آزمایشگاهی مقایسه و نشان داده شده است که همخوانی قابل قبولی بین این نتایج وجود دارد.
کلمات کلیدی: توربین بادی با محور عمودی، زاویه فاز، نسبت هم پوشانی، توربین ساوونیوس، تجزیه و تحلیل المان محدود
آمار مطالب
کل مطالب : 4247
آمار کاربران
آمار بازدید
