بررسی عددی گشتاور راه‌اندازی توربین باد محور عمودی داریوس با پره جی-شکل

Abstract

پژوهش کنونی با بهره‌گیری از شبیه‌سازی سه بعدی جریان حول توربین داریوس سه پره‌ای به بررسی توان راه‌اندازی توربین می‌پردازد. دو نوع توربین پره‌ مستقیم و پره ‌مارپیچ مجهز به پره‌هایی با پروفیل جی-شکل مورد بررسی قرار گرفته‌اند. تاثیر کمیت‌های گوناگون نظیر سرعت باد، ارتفاع پره‌ها و باز یا بسته بودن انتهای پره جی-شکل مورد مطالعه قرار گرفته و با توربین مجهز به پره‌های کامل مقایسه شده است. تحلیل جریان حول پره آشکار ساخت که گردابه‌های شکل گرفته در سطح فشار پره جی-شکل موجب افزایش گشتاور تولیدی می‌شوند. با بستن انتهای پره جی-شکل از خروج این گردابه‌ها در لبه‌های انتهایی جلوگیری می‌شود که تاثیر مثبت قایل ملاحظه‌ای در شرایط راه‌اندازی و شرایطی که روتور دارای چرخش است ، دارد. متوسط گشتاور تولیدی برای توربین پره مستقیم و پره مارپیچ مجهز به پره جی-شکل با انتهای بسته به ترتیب تحت شرایط راه‌اندازی 38/5 و 21 درصد و در نسبت سرعت نوک پره کم 49/5 و41/9 درصد نسبت به توربین با پره کامل افزایش داشته است. اثر مثبت استفاده از پره‌های جی-شکل تحت شرایط راه‌‌اندازی برای سرعت‌های کم باد و ارتفاع‌های بلندتر پره بارزتر می‌باشد که این پره را به گزینه مناسبی برای به کارگیری توربین در مناطق شهری بدل می‌کند.