20015

۲۰۰۱۵

تحليل عددي پارامترهاي موثر بر عملكرد كانال باد توربين بادي اينولاكس

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

۱۳۹۳

۱۳۹۶/۷/۳۰

دكتر حسينعليپور - دكتر صفاري

مكانيك

در پروژه هاي بادي آنچه اهميت دارد سرعت باد زياد است تا به لحاظ اقتصادي توجيه پذير باشد. ايده توربين¬هاي پوشش دار به جهت افزايش سرعت باد در دهه¬هاي اخير ارائه شده است. توربين بادي اينولاكس طرح جديدي از توربين¬هاي بادي پوشش¬دار است كه باد را متمركز كرده آن را سرعت مي¬دهد. تفاوت آن با ساير توربين¬هاي پوشش¬دار محل نصب توربين و ژنراتور آن است، كه بر روي زمين قرار دارند و باد از ارتفاع بالاتري توسط كانال اينولاكس به پايين هدايت مي¬شود و هندسه ونتوري شكل آن سرعت را افزايش مي¬دهد. ايده اصلي طراحي و ساخت توربين بادي اينولاكس در شركت شيرويند انجام شده است. در سال 2013 اين ايده را براي اولين بار مطرح كردند و نحوه كار اين نوع توربين بادي شرح داده شد. نحوه-ي جمع¬آوري باد، حساس نبودن توربين به جهت باد و همچنين افزايش سرعت باد از طريق هندسه قيفي شكل و ونتوري از مزاياي اين نوع توربين محسوب مي¬شود. در پروژه حاضر تحليل ديناميك سيالات محاسباتي اين هندسه انجام شده¬است. با تغيير پارامترهاي هندسي كانال نظير تغيير هندسه قيفي شكل، گسترش پره¬هاي راهنماي ورودي تغييرات رژيم جريان در طول كانال، يكنواخت بودن پروفيل سرعت در ونتوري، تغييرات توان حاصله و فرار جريان از كانال بررسي شده¬اند. براي اعتبار سنجي از نتايج تجربي و عددي مقالات معتبر استفاده شده است. نتيجه تحقيقات نشان مي¬دهد كه افزايش هندسه قيفي شكل به هدايت بهتر جريان كمك مي¬كند و مانع از تشكيل گردابه هاي كوچك بالادست جريان مي-شود، همچنين پروفيل سرعت به نسبت يكنواخت¬تري را وارد نازل مي¬كند، نرمالايز شده پروفيل سرعت با قيف بلندتر 14/1 است. در هندسه با طول قيف بلندتر افزايش پره¬هاي راهنما تا 3 متر علاوه بر هدايت بهتر جريان، فرار جريان از اضلاع ديگر ورودي را كاهش مي¬دهند دبي عبوري اينولاكس را از kg/s 38/37 تا 29/39 و همچنين سرعت متوسط در ونتوري را از m/s 45/13 تا 13/14 افزايش مي¬دهد، در نتيجه افزايش توان 16% را خواهد داشت. به دليل فرار جريان از اضلاع ديگر ورودي اينولاكس، مدل ديگري از اين كانال طراحي شده است كه به جهت جذب باد يكطرفه است، كه نتايج تحليل نشان مي¬دهد با وجود اينكه قطر هيدروليكي ورودي كانال 7/0 %است، ولي دبي عبوري تغيير چنداني نمي¬كند.

1397/11/02

Numerical analysis of effective parameters on Invelox wind turbine channel operation

1/22/2019 12:00:00 AM

Achieving the high velocity is the most important issue in wind projects. Ducted turbine is the main idea in recently past decades due to increasing wind velocity. Invelox ducted turbine is a new design of ducted turbines to wind harnessing and increasing the velocity of it. The difference between other turbines is installation location of turbine and generator, which is in the ground. The second innovative feature of is that it captures wind flow through an omini directional intake and thereby there is no need for a passive or active yaw control. The main idea for design and manufacturing of invelox wind turbine is developed by Sheerwind in 2013. They developed this idea for the first time. CFD analysis is done in this study. The velocity profile uniformity venture, power generated and flow escaping from the channel are investigated by altering the channel geometrical parameters such as funnel height and extending the intake guide blades. Experimental and numerical results are used for validation. The results illustrate that increasing the height of funnel geometry will improve the flow guidance and prevent small eddies formation in upstream and velocity profile at nozzle entrance will be more uniform for modified funnel. The normalized velocity profile is 1/14. In the modified geometry, extending the guide blades to 3m, in addition to flow guidance improvement, will decrease flow escaping from other entrance edges. The results show the mass flow rate will increase from 37.38 kg/m^3 to 39.29 kg/m^3 and the average velocity at venture will increase from 13.45 m/s to 14.13 m/s, so the output power will grow about 16%. Due to flow escaping across the other invelox entrance edges, another model of channel is designed to improve one way wind absorption. Although the hydraulic diameter of channel entrance is changed to 0.7, the analysis results don’t show a significant Variation of mass flow rate through it.