شبیه‌سازی عددی توربین باد محور عمودی نوع ساونیوس و ارزیابی تاثیر فاصله هم‌پوشانی افقی بر عملکرد توربین

Abstract

در میان انرژی‌های تجدیدپذیر، انرژی باد، به عنوان کم‌هزینه‌ترین منبع انرژی قابل دسترس به‌شمار می‌آید. توربین باد ساونیوس از زیرمجموعه‌های توربین‌های باد محور عمودی بوده، به جهت وزش باد وابستگی ندارند. در این مقاله به بررسی تأثیر نسبت‌های هم‌پوشانی در توربین باد ساونیوس نیمه‌استوانه‌ای متداول با نگرشی جدید پرداخته شده است؛ در این راستا با ثابت نگه‌داشتن اندازه‌ی قطر خارجی روتور و با در نظر گرفتن دو حالت هم‌پوشانی مثبت و منفی، تأثیر فاصله‌ی هم‌پوشانی افقی مورد بررسی قرار گرفته است. جهت مدل‌سازی عددی از نرم‌افزار تجاری انسیس - فلوئنت و روش مش لغزان بهره برده شد. همچنین شبیه‌سازی‌ها با استفاده از روش RANS و مدل توربولانسی Realizable K-ε انجام گردید. با بررسی کانتورهای سرعت در اطراف پره‌ها در هم‌پوشانی‌های مختلف، مشخص گردید که در اطراف پره‌های با هم‌پوشانی منفی میزان آشفتگی بیشتر می‌باشد. این امر موجب کاهش مومنتم خالص مفید می‌شود. همچنین، با توجه به نمودارهای ضریب گشتاور و ضریب توان مشخص شد که در حالت کلی، هندسه با نسبت هم‌پوشانی 15/0+ می‌تواند از دیگر موارد مناسب‌تر باشد.