Aerodynamic Analysis of Darrieus Wind Turbine Using Blade Element Theory
DOI:
https://doi.org/10.65405/6e3vpe15الكلمات المفتاحية:
توربينات الرياح داريوس؛ توربينات الرياح ذات المحور الرأسي؛ نظرية عنصر الشفراتالملخص
تقدم هذه الورقة تحليلًا مفصلاً لتطبيق نظرية عنصر الشفرة (BET) في تصميم توربينة هوائية من نوع داريوس، الذي تتميز بشكلين من اجنحة التروبوسكين، حيث يتضمن كل منهما جناح هوائي ثابت المقطع متماثل من نوع .NACA0015 تُعد نظرية عنصر الشفرة طريقة مستخدمة على نطاق واسع لتحليل الأداء الهيدروديناميكي لأجنحة التوربينات الهوائية والمساعدة في عملية التصميم. الدراسة تشمل حساب الأحمال الهيدروديناميكية على الأجنحة من خلال تقييم القوى المؤثرة على كل مقطع على حدى ودمج هذه النتائج لتقديرالأداء العام للتوربينة الهوائية. تتم مقارنة النتائج المحسوبة، والتي تشمل معامل العزم ومعامل القدرة، مع البيانات التجريبية المتاحة، مما يكشف أن التنبؤات النظرية تظهر توافقًا جيدا ، وعلى الرغم من وجود بعض الاختلافات والتي من المحتمل أن تعزى إلى التبسيطات في نموذج BET ، مثل إهمال تأثيرات الدوامات، التي يمكن أن تؤثر على دقة النتائج في ظل بعض الظروف وعلى الرغم من هذه القيود، تعتبر طريقة BET أداة عملية لمصممي التوربينات الهوائية ، حيث تقدم توازنًا مفيدًا بين الكفاءة الحسابية وتقدير الأداء. ومع ذلك، تعتبر BET ليست دقيقة في محاكاة تأثيرات الاضطراب أو لتمثيل التعقيدات الموجودة في الجريان ثلاثي الأبعاد. وتخلص الدراسة إلى أنه في حين أن BET فعالة للتصميم والتحليل الأولي، إلا أن المزيد من البحث والمحاكاة المتقدمة ضرورية لتحسين المنهجية وتحسين دقة التنبؤات المتعلقة بأداء التوربينات الهوائية.
التنزيلات
المراجع
[1] DOE (US Department of Energy) News, “http://www.doe.gov/news/6253.htm”, as accurate of August 14, 2008.
[2] Molenaar, D. P., and Dijkstra, S., “State-of-the-art Wind Turbine Design Codes: Main Features Overview for Cost-Effective Generation”, Contract NAS2-11665, Muadyne Report 83-2-3, John Wiley and Sons, 2006.
[3] Ragheb, M., “Vertical Axis Wind Turbines”, August 2011
[4] Chang, L., “Advanced Topics in Environmental Engineering -Wind Power,” Ch 4. University of New Brunswick. Retrieved from http://www.ece.unb.ca/powering /courses/EE6693/index.html in October 2005.
[5] Sheldahl, R. E. and Klimas, P.C., Aerodynamic Characteristics of Seven Airfoil Through 180 Degrees Angle of Attack for Use in Aerodynamic Analysis of Vertical Axis Wind Turbines, SAND80-2114, March 1981, Sandia National laboratories, Albuquerque, New Mexico.
[6] Hansen, M. O. L., “Aerodynamics of wind Turbines”, Vames Et James (Science Publisher) Ltd., London, UK, 2000.
[7] Templin, R. J.,”Aerodynamic Performance Theory for the NRC Vertical –Axis Wind Turbine,” N. A. E. Report LTR-LA-160, Jun1974.
[8] Glauert, H., The Element of Airfoil and Airscrew Theory, 2nd Edition., Cambridge University Press,1948.
[9] Barber, H., “Carleton University VAWT Wind Tunnel Test Model”, November 2012.
