چکیده:
استفاده از پره های راهنما روشی مناسب برای بهبود عملکرد آیرودینامیکی توربین بادی ساونیوس است. پرههای راهنما انرژی جریان باد اطراف توربین جریان باد را جمع آوری نموده و به سمت مقعر روتور هدایت مینمایند که موجب افزایش ضریب توان توربین میشود. در این مقاله تاثیر پرهی راهنما بر روی عملکرد توربین ساونیوس مورد ارزیابی عددی قرار گرفته است. برای شبیهسازی جریان آشفته و گذرا در اطراف توربین از نرمافزار انسیس فلوئنت استفاده شدهاست. طرحهای پیشنهادی برای پرههای راهنما شامل تعداد پرههای 4،5 و 6 میباشند که در هر کدام از آنها، پرهها در زوایای 30، 40، 50 و 60 درجه قرار گرفتهاند. نتایج عددی ضرایب توان و گشتاور نشان دهندهی این است که پرههای راهنما، باعث بهبود قابل توجه عملکرد توربین ساونیوس میشوند. برای توربین دارای 5 پرهی راهنما که در زاویه قرارگیری 30 درجه، ماکزیمم ضریب توان 51/0 میباشد که نشاندهندهی افزایش 183 درصدی در مقایسه با توربین بدون پرهی راهنما میباشد. ماکزیمم ضرایب توان برای توربین با تعداد پرههای راهنمای 4و 6 به ترتیب 42/0 و 49/0 است که در مقایسه با توربین ساونیوس بدون پره های راهنما به ترتیب به مقدار 133 و 172 درصد افزایش یافتهاند.
Application of guide blades is an appropriate method for improving aerodynamic performance of savonius wind turbine. Guide blades gather the wind energy around the turbine and guide them into the concave side of savonius rotor. In this paper, numerical investigation is conducted for evaluating effect of the guide blades on the performance of savonius turbine. Aerodynamic performance of the turbine is investigated for different numbers (3, 4 and 5) and angles (30°, 40°, 50° and 60°) of guide blades. Numerical results indicate that the turbine power and torque coefficients are increased significantly by adding guide blades. For a 5-bladed stator with a 30° blade angle, the turbine maximum power coefficient is increased to 0.51 which shows about 183% compared to a conventional single rotor with maximum power coefficient of 0.18. Turbine with 4 and 6-bladed stator design has maximum power coefficients of 0.42 and 0.49 respectively which show an increase of about 133 and 171% in comparison to a conventional single rotor. Power coefficient of the turbine with 5-bladed stator has a bigger optimum range of operation in comparison with 4 and 6-bladed stator design.