22529

طراحي و سـاخت توربين محور عمودي ساونيوس و شبيه سازي اثر وجود و جانمايي دريچه بازشونده يكطرفه بر ضريب توان و گشـتاور همراه با تحليل هاي اقتصادي و زيست محيطي با نگرش سيستمي

كارشناسي ارشد

مهندسي سيستم هاي انرژي - انرژي و محيط ‌زيست

1397-1399

99/06/30

دكتر ميثم فرج الهي

فناوري هاي نوين

افزايش روز افزون نياز دنيا به مقوله انرژي و به تبع آن افزايش ميزان آلاينده هاي زيست محيطي، جامعه جهاني را به سمت استفاده از انرژي هاي پاك و تجديد پذير نظير انرژي بادي سوق داده است. در اين ميان توربين هاي محور عمودي ساونيوس عليرغم داشتن مزايايي همچنون ساختار ساده، گشتاور راه انداز مناسب، سر و صداي كم و عدم وابستگي به جهت وزش باد، بدليل داشتن ضريب گشتاور پايين تر نسبت به توربين هاي محور افقي، كمتر مورد استفاده قرار مي گيرند. در اين پژوهش با هدف افزايش ضريب گشتاور و ضريب توان توربين هاي ساونيوس ، در وحله اول پارامتر هاي اساسي توربين نظير تعداد پره، نسبت همپوشاني و زوايه پره (طول قوس پره) شبيه سازي گرديده و مقدار بهينه هر مورد بدست آمده است. نتايج بدست آمده حاكي از آن است كه توربين 3پره با نسبت همپوشاني0.3 و زاويه پره 180 درجه عملكردي بهينه دارد. در ادامه با داشتن مقادير بهينه و با درنظرگيري قيود كارفرما و قيود ساختاري، نسبت به ساخت يك نمونه تجربي اقدام گرديده و آناليز هاي اقتصادي و زيست محيطي روي نمونه ساخته شده انجام گرفت. نتايج آناليز اقتصادي به روش هزينه همتراز شده (LCOE)، قيمت هركيلووات ساعت انرژي توليدي را بالغ بر 46.409 ريال پيش بيني كرده و آناليز زيست محيطي به روش ارزيابي چرخه عمر (LCA) ميانگين سالانه مقدار كربن دي اكسيد توليدي توربين ساخته شده را بالغ بر 0.717 كيلوگرم تخمين مي زند. نهايتاً با هدف بررسي اثر ايجاد و جانمايي دريچه در پره توربين، هشت پيكربندي مختلف از دريچه هاي بزرگ و كوچك ارائه شده و ضمن شبيه سازي هر مورد در نرم افزار تجاريAnsys و حلگر CFX، پيكربندي دريچه بهينه استخراج و معرفي گرديده است. نتايج بدست آمده حاكي از آن است كه استفاده از دريچه IIILV موجب افزايش 14.5 درصدي ضريب گشتاور نسبت به حالت پايه مي شود.

1399/07/14

Design and fabrication of Savonius wind turbine and simulation of the effect of valve and their placement on power and torque coefficient with system environmental and economical analysis

9/20/2020 12:00:00 AM