بررسي عددي پارامترهاي هندسي موثر بر ضرايب برآ و پسا پره هاي از جنس پي وي سي

Numerical Investigation of Geometric Parameters Affecting the Drag and Lift Coefficients in PVC blades

امروزه استفاده از انرژي هاي نو از جمله انرژي باد از دغدغه¬هاي فكري مهندسان انرژي مي¬باشد. يك دسته از انواع توربين هاي باد، توربين هاي بادي خانگي كوچك ساخته شده از وسايل بازيافتي مي باشد .براي اين نوع توربين ها طرح ابتكاري براي ساخت پره استفاده از لوله هاي پي وي سي (PVC) مي باشد. به گونه اي كه برش متقارن اين لوله ها به چندين قسمت، پره هاي مناسبي جهت ايجاد نيروي برآ براي بكارگيري در توربين هاي بادي خانگي ايجاد مي¬كند. در اين مقاله، هدف بررسي تاثير پارامترهاي هندسي نظير قطر لوله پي وي سي، زواياي برش، پهنا و طول پره، سرعت باد و زاويه حمله، بر ضريب برآ و پسا اين نوع پره ها مي باشد. تحليل توسط نرم افزار عددي فلوينت انجام شده است. در اين مقاله، از لوله با قطر 200 ميلي متر و ضخامت¬هاي به ترتيب 4، 6 و 9 ميلي متر استفاده شده است. اين لوله به 3 يا 4 قسمت تقسيم شده و نسبت طول به قطر 4،3،2 و5 انتخاب شده و نسبت محيط نوك پره به محيط كل 0، 25/0 ، 75/0 ،1 استفاده شده است. در قسمتي ديگر از مقاله، از نرم افزار فلوئنت براي بررسي و تحليل جريان هوا بر روي پره هاي توربين بادي استفاده خواهد شد. جريان هوا با سرعت 5 متر بر ثانيه كه سرعت متوسط شهر تبريز است، انتخاب شده و زاويه حمله پره هاي توربين از 0 تا 30 درجه است. با توجه به اين ابعاد و فرائض از بين پره هاي طراحي و تحليل شده با فلوئنت، پره اي مناسب بايد داراي كمترين نسبت ضريب درگ به ضريب برآ (ليفت) را داشته باشد. به منظور صحه-گذاري، يك ايرفويل با شكل مشخص انتخاب و طراحي شده و در نرم افزار فلوئنت شبيه سازي مي¬شود و نسبت ضريب پسا (درگ) بر ضريب برآ بدست آورده مي شود و با نتايج در مقالات ساير محققين مقايسه مي شود تا بر درستي روش تحليل و فرائض در فلوينت اطمينان كافي حاصل شود.

As the demand for electricity increases and because of environmental pollution aspect and the high cost of using fossil fuels many countries are turning towards renewable energies.Wind energy is the cheapest,cleanest and the most appropriate form of the renewable energies.In Iran it has been also the center of attention in recent years to produce electricity by the use of wind power.So in this study along with introducing the main renewable energies,the detail design of PVC horizontal axis wind turbine blade is discussed,and by using Fluent software the effect of air flow on blade is examind. In the first phase the flow around a NACA241 airfoil analysed to validate the datas according to a paper.In the second phase PVC blades with specific properties such az l/d ,d,t.h2/h1 in different angle of attacks is analysed and based on the least ratio of Cd/Cl the best PVC design is selected .