طراحی و ساخت یک توربین بادی بدون پره و بررسی تاثیر پارامترهای سازهای بر رفتار ارتعاشی آن

با توجه به رشد روزافزون جمعیت و نیاز به انرژی پایدار، استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی بادی به عنوان جایگزینی برای سوخت های فسیلی مورد توجه قرار گرفته است . توربین های بادی بدون پره به دلیل ساختار ساده، هزینه های نگهداری کمتر و کاهش اثرات زیست محیطی ، به عنوان یک فناوری نوین در تولید انرژی بادی مطرح هستند. در این مقاله ، به طراحی ، ساخت و آزمایش یک نمونه توربین بادی بدون پره با قابلیت تغییر پارامترهای ساختاری شامل ارتفاع، قطر میله و وزن پرداخته شده است . ابتدا مدلسازی دینامیکی این توربین با استفاده از معادلات حرکت یک پاندول معکوس انجام شد. سپس ، آزمایشات تجربی در فواصل مختلف از منبع جریان هوا و با پارامترهای متغیر ارتفاع و قطر میله و اضافه کردن وزنه انجام گرفت تا تاثیر این عوامل بر فرکانس طبیعی و دامنه ارتعاشات توربین مورد بررسی قرار گیرد. نتایج نشان داد که با افزایش ارتفاع میله ، فرکانس طب یعی کاهش یافته و رفتار دینامیکی سازه تغییر می کند. به طور مثال، برای میله ای با قطر ۸ میلی متر، افزایش ارتفاع از ۳۰ به ۵۰ سانتی متر، منجر به کاهش ۵۷.۴۳ درصدی فرکانس طبیعی شد. همچنین اضافه کردن وزنه به سازه توربین ، ناحیه قفل شدگی و دامنه ارتعاشات را تحت تاثیر قرار داد.

کلیدواژه ها:

توربین بادی بدون پره ، ارتعاشات ناشی از جریان ، ارتعاشات ناشی از ریزش گردابه ، تطابق فرکانسی .