بررسی عددی رفتار توربین بادی ترکیبی متشکل از پره های نوع باخ به عنوان روتور داخلی

در این مقاله، نوع جدیدی از توربین های بادی محور عمودی ترکیبی معرفی شده و رفتار آیرودینامیکی آن با کمک دینامیک سیالات محاسباتی مورد ارزیابی قرار گرفته است. در ساختار روتور مورد بررسی، از پره های نوع باخ به عنوان روتور داخلی استفاده شده است. جریان در میدان محاسباتی به صورت تراکم ناپذیر ، ناپایا و آشفته است. علاوه بر آن، برای مدل سازی تنش رینولدز از روش آشفتگی SST k- استفاده شده است. هدف از این تحقیق، ارائه شرایط عملکردی مناسب برای روتور مورد مطالعه می باشد. در این راستا، عملکرد روتور و ضریب توان توربین بادی ترکیبی در نسبت سرعت نوک (TSR) ۵/۳ ،۵/۲ و ۵/۱ و سرعت آزاد باد (U) ۵ و ۱۰ متر برثانیه و زاویای اتصال (φ)o۰، o۴۵ و o۹۰ مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان دادند که با افزایش مقدار TSR میدان سرعت و ورتیسیته داخل روتور به ترتیب ضعیفتر و قوی تر شده و مساحت ناحیه مرده گسترش یافته است. همچنین، مقدار φ با ضریب توان رابطه مستقیم داشته، به گونه ای که با افزایش مقدار φ، ضریب توان روتور افزایش یافته است. از سوی دیگر، بیشترین توان در شرایط ۵/۱ = TSR، o۹۰ =φ و m/s ۱۰ =U تولید شده و مقدار آن برابر ۳۹/۰ است.

کلیدواژه ها:

توربین بادی محور عمودی ، ساونیوس ، داریوس ، ناحیه مرده ، ضریب توان