بررسی تجربی پروفیل های سرعت و اغتشاشات دنباله ایرفویلS823 در رینولدزها و زوایای حمله مختلف

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

چکیده

در این تحقیق مدلی از مقاطع پره توربین باد با محور افقی از خانواده ایرفویل­های موسسه انرژی های نو، شامل ایرفویل ریشه از نوعS823 ، در تونل باد مورد اندازه­گیری قرار گرفته است. جهت اندازه­گیری سرعت و شدت اغتشاشی از جریان سنج سیم داغ استفاده شده است. داده­برداری­ها در سرعت­های 5، 5/7 و 12 متر بر ثانیه و زوایای حمله 0، 7، 10، 13 و 15 درجه و در موقعیت­های 3، 2، 1،  =    انجام گرفته است. تاثیرات تغییرات زوایای حمله و اعداد رینولدز بر نواحی دارای نقصان سرعت، جریان اضافی (سرعت بیشتر از جریان آزاد)،  پروفیل سرعت و درصد شدت اغتشاشات دنباله بررسی شده است. نتایج حاکی از آنست که در فواصل نزدیک به لبه فرار ایرفویل ( = ) جریان دارای سرعت اضافی بوده و  افزایش زاویه حمله موجب افزایش مقدار سرعت اضافی و افزایش عدد رینولدز موجب کاهش مقدار سرعت اضافی می­شود و همچنین عدم تقارن پروفیل دنباله سرعت متوسط و افزایش ناگهانی منطقه ناحیه دنباله پروفیل سرعت متوسط در زاویای حمله بزرگتر از 10 درجه، دلیلی بر توسعه گردابه­ها در ناحیه دنباله ایرفویل می­باشد.

کلیدواژه‌ها


[1]Burdett T.A., Gregg J.A., Treuren K.V., A Numerical Study on Improving Airfoil Performance at Low Reynolds Numbers for Small-Scale Wind Turbines Using Intentinal Roughness , 50th AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, 2012.
[2]Karthikeyan N., Murugavel K., Kumar S. A., Rajakumar S., Review of Aerodynamic Developments on Small Horizontal Axis Wind Turbine Blade, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 42,  pp.  801–822, 2015.
[3]Shab H., Mathew S., Lim C. M., A Novel Low Reynolds Number Airfoil Design for Small Horizontal Axis Wind Turbines, Wind Engineering, Vol. 38, no. 4, 2014.
[4]Treuren K.V., Small-Scale Wind Turbine Testing in Wind Tunnels Under Low Reynolds Number Conditions, Journal of Energy Resources Technology Vol.137, pp. 051208-1-11,  2015.
[5]Vestergaard J., Brandstrup L., Goddard R., A Brief History of the Wind Turbine Industries in Denmark and the United States, Academy of International Business (Southeast USA Chapter) Conference Proceedings, pp. 322-327, 2004.
[6]Wood D., Small Wind Turbines, Analysis, Design, and Application, Green Energy and Technology, Springer, 2011.
[7]Miley S.J., A Catalog of Low Reynolds Number Airfoil Data for Wind Turbine Applications, Prepared by Department of Aerospace Engineering Texas  A&M  University College station, texas 77843, RFP-3387, UC-60, 1982.
 [8]Tangler J. L., Somers  D. M., “NREL Airfoil Families for HAWTs”, Airfoils Incorporated, Pennsylvania, NREL/TP-442-7109, pp. (703)487-4650, 1995.
[9]اردکانی، م، تونل باد با سرعت پایین. چاپ اول، انتشارات دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، 1385.
 [10]Anderson J. D., Introduction to Flight, Fifth Edition, Mc Graw Hill, 2005.
[11]Li Sh., Wang J., Wang Sh., MI J., Effect of Turbulence  Intensity  on Airfoil  Flow: Numerical Simulations and Experimental Measurements, Shanghai University and Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 32(8), pp. 1029–1038, 2011.
 [12]Regret T., Nagy L., Balczo M., Molnar B., Investigation of the Characteristics of Turbulent Boundary Layer over an Airfoil, The 13th International Conference on Fluid Flow Technologies, Budapest, Hungary, 2006.
 [13]Selig M. S., McGranahan B. D., Wind Tunnel Aerodynamic Tests of Six Airfoils for Use on Small Wind Turbines, Journal of Solar Energy Engineering, Vol. 126, NO. 4, pp. 986-1001, 2004.
[14]Sadeghi H., Mani M., Ardakani M. A., Effect of Amplitude and Mean Angle of Attack on Wake of an Oscillating Airfoil,  Journal of the World Academy of Science, Engineering and Technology, Vol. 43, 2008.
 [15]Hoang A. D., Yang C.J., An Evaluation of The Performance of 10kw Counter-Rotating Wind Turbine Using CFD Simulation, EWEA, Vienna, Austria, 2013.
[16]Van Dam C. P., Recent Experience With Different Methods of Drag Prediction, Progress in Aerospace Sciences, Vol. 35, No. 8, pp. 751-798, 1999.
[17]Goldstein S., A Note on The Measurement of Total Head and Static Pressure in a Turbulent Stream, Proceedings of The Royal Society of London, Series A-Mathematical and Physical Sciences, Vol. 155, No. 886, pp. 570-575, 1936.
 [18]Ma X., Karamanod G. S., Karniadakis G.E., Dynamics and Low-Dimensionality of a Turbulent Near Wake. Journal of Fluid Mechanics,Vol. 410, pp. 29-65, 2000.
[19]Burdett T., Gregg J., Treuren K.V., An experimental of the effect of Reynolds number on airfoil performance, Proceedings of the ASME 15th International Conference on Energy sustainability,  ES 2011.
[20]Jorgenson F., How to Measure Turbulence With Hot Wire Anemometers, Dantec Dynamics, 2004.
 [21]Yavuzkurt S., A Guide to Uncertainty Analysis of Hot-Wire Data, Journal of Fluids Engineering, Vol. 106, No. 2, pp. 181-186, 1984.