بهینه سازی آیرودینامیکی و شبیه سازی عددی پره سری ال.ام19 توربین باد محور- افقی 550 کیلوواتی

فصلنامه تحقیقات مکانیک کاربردی

مقاله 2، دوره 9، شماره 3، اسفند 1396، صفحه 16-24   

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

محمد نیکیان^{* 1}؛ جمشید صباغیان²

¹1- استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تاکستان، قزوین، ایران

²دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تاکستان، قزوین، ایران

چکیده

در مطالعه حاضر به بهینه­سازی پره توربین باد و بررسی پدیده واماندگی برروی پره سری ال.ام 19 توربین باد 550 کیلوواتی جهت افزایش توان پرداخته شده ­است. ابتدا، با در نظر­گرفتن سه مقطع در ریشه، وسط و نوک پره و ثابت فرض نمودن پارامترهای طول پره، تعداد پره، سرعت زاویه­ای و سرعت باد، با استفاده از کدنویسی در نرم­افزار مطلب، سه ایرفویل بهینه با زاویه­های حمله بهینه برای سه مقطع انتخاب می­شود. از آنجا که واماندگی حاصل جدایش جریان برروی ایرفویل پره می­باشد و منجر به لرزش و تخریب آن می­شود؛ با استفاده از نرم­افزار فلوئنت جریان هوا برروی ایرفویل­های بهینه­ سازی شده و پدیده واماندگی مورد بررسی قرار می­­گیرد. نوآوری این مقاله در روند بدست آوردن ایرفویل و زاویه حمله بهینه می­باشد و نیز بهینه­سازی برروی نوع خاصی از پره­های توربین باد انجام می­گیرد و پدیده واماندگی بر روی پره­ی بهینه سازی شده بررسی می­گردد. نتیجه حاصل از بهینه­سازی سه ایرفویل بهینه برای سه مقطع ریشه، وسط و نوک پره به ترتیب ایرفویل­های اف.اف.ا-دبلیو3-211، ناکا63418 و ناکا63421 با زاویه­های حمله 9، 5 و 3 درجه برای هریک از آنها بود ولی آنچه از نتایج شبیه­سازی این سه ایرفویل برآمد وجود جدایش در مسیر جریان ایرفویل اف.اف.ا-دبلیو3-211 بود که منجر به واماندگی شد. به همین دلیل ایرفویل ناکا63418 با زاویه حمله بهینه 5 درجه که نتایج بهینه ­سازی آن نزدیک­تر به ایرفویل قبلی بود به عنوان ایرفویل بهینه برای ریشه انتخاب گردید. توان خروجی پره­ بهینه ­سازی شده محاسبه و با توان خروجی پره اولیه مقایسه گردید که افزایش 13.5 درصد در توان توربین بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

بهینه سازی؛ پره توربین باد؛ شبیه سازی؛ واماندگی؛ ایرفویل

مراجع