طراحی و ساخت یک توربین بادی مگنوس اصلاح شده (1391)

دانشگاه صنعتی اصفهان

دانشکده مهندسی مکانیک

طراحی و ساخت یک توربین بادی مگنوس اصلاح شده

چکيده

هدف از این پایان­نامه، طراحی و ساخت وبهیبنه­سازی توربین­های بادی مگنوس با استوانه­های دوار و نهایتا ترسیم نمودار  بر حسب  و توان برحسب سرعت باد برای آنها می­باشد، تا بتوان بازده آنها را با سایر توربین­های بادی موجود مقایسه نمود. بر این اساس ابتدا یک استوانه ساکن و دوار در جریان هوای عمود، برآن قرار گرفته­ و ضرایب لیفت و درگ بر روی آن محاسبه گردیده­است. در این مرحله از پروژه ابتدا یک حل پایدار انجام گرفته و تقریبا از تمامی مدل­های توربولانسی جهت حل مساله استفاده گردیده­است. اما به علت جریان غیر دائم که موجب خطای بیش از حد می_­­شد، مجددا از یک حل گذرا برای تحلیل این مساله استفاده گردید و مشاهده شد که می­توان با استفاده از یک حل گذرا و مدل توربولانسی BSL جواب­های نسبتا مناسبی را بدست­آورد. حال با تعیین بهترین مدل برای تحلیل جریان بر روی استوانه؛ یعنی مدل BSL ؛ به عنوان مبنای محاسبات قرار گرفته­است. در ادامه پروژه شبیه سازی برای استوانه دوار با صفحه هدایت کننده جریان با زاویه  درجه و درجه انجام گرفت و نتایج این شبیه­سازی با نتایج استوانه دوار مقایسه شد. درنهایت با به دست آوردن حالت بهینه برای توربین بادی مگنوس با صفحه هدایت کننده جریان این توربین طراحی و ساخته شد. در نهایت نمودار­های توان و گشتاور بر حسب سرعت باد برای توربین ساخته شده به دست آورده شد. در واقع می­توان با استفاده از این نمودار و در نظر گرفتن هزینه­های ساخت نسبتا کمتر این توربین­ها در قیاس با سایر توربین­های بادی با پره­های ایرفویلی، اقتصادی بودن یا نبودن این توربین­ها را نتیجه گرفت.

کلمات کليدی: 1-توربین بادی مگنوس  2-استوانه دوار 3-نیروی مگنوس  4-صفحه هدایت کننده جریان 90 و 135 درجه