پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی مکانیک و مکاترونیک > مقطع کارشناسی ارشد > سال 1394
پدیدآورندگان:
علی خنجری [پدیدآور اصلی]، علي سررشته داري[استاد راهنما]، اسماعیل محمودی [استاد مشاور]
چکیده: پیشرفت فنّاوری، افزایش خدمات و درنتیجه بالا بردن سطح آسایش افراد باعث شده است تا نیاز روزافزون جوامع بشری به انرژی افزایش یابد. از طرفی دیگر ازجمله چالش هایی که در قرن معاصر ملت ها با آن روبرو هستند، کاهش منابع سوخت فسیلی که بخش عظیمی از منابع تولید انرژی به‌حساب می آیند و همچنین تأثیرات مصرف این گونه منابع انرژی باعث بروز مسائل مربوط به آلودگی محیط‌زیست مانند پدیده گرم شدن جهانی دمای زمین،کاهش ضخامت لایه ازون و از بین بردن منابع طبیعی مانند جنگل ها، مراتع و دریاها شده است. در این راستا استفاده از انرژی های تجدیدپذیر مانند انرژی باد در حال رونق فراوانی است. که با بررسی شرایط آب و هوایی هر منطقه می توان قابلیت استحصال انرژی باد از آن محیط را استخراج کرد. هدف از این تحقیق مطالعه و بررسی عوامل محیطی یک منطقه بادخیز بر عملکرد پره توربین بادی با رویکرد انرژی بر اساس شبیه سازی عددی می باشد. در این تحقیق، برای نخستین بار تاثیر عوامل محیطی نظیر دما، فشار، رطوبت نسبی و سرعت جریان باد، بر روی بازده انرژی و اکزرژی در توربین بادی آزمون مکزیکو برای سه ماه متوالی در منطقه منجیل شبیه سازی شد. همچنین عواملی دیگر نظیر تاثیر افزایش گرد و غبار و اثر افزایش زاویه یاو بر بازده انرژی و اکزرژی توربین بادی که تا کنون کمتر مورد مطالعه قرار گرفته، بررسی و مطالعه شده است. شبیه سازی با روش عددی بی-ای-ام که از نظریه تکانه اجزاء پره استخراج شده استفاده شد. داده شد که روش بی-ای-ام یک ابزار قوی در زمینه شبیه سازی رفتار توربین بادی از دیدگاه تحلیل اکزرژی در شرایط مختلف می باشد و می تواند به خوبی رفتار مربوط به انرژی توربین را پیش بینی کند. نتایج به دست آمده در منطقه منجیل نشان می دهد، توربین بادی به تغییرات سرعت باد حساسیت زیادی از خود نشان داد به گونه ای که در کمترین مقدار بازده انرژی و اکزرژی خود در سرعت باد m/s8 ، بازده اکزرژی % 11/45 و بازده انرژی % 16/07 را داشت و در سرعت m/s14 بهترین عملکرد را از خود نشان داد. در این سرعت بازده اکزرژی 39/86% و بازده انرژی را برابر 44/05% بود. همچنین گرد و غبار محیط با ایجاد سطح زبر بر روی سطح پره و با افزایش میزان اندازه زبری توانست بازده انرژی و اکزرژی توربین بادی را کاهش دهد به گونه ای که در سرعت m/s14 در اندازه زبری 0/5mm بازده اکزرژی نسبت به زمانی که پره ها تمیز باشد %14/73 کاهش یافت. تغییرات دما، فشار و رطوبت نسبی جریان باد هر کدام توانستند به نحوی بازده اکزرژی توربین بادی را تحت تاثیر قرار دهند به گونه ای که در سرعت مشخصه m/s15 با تغییر دما در بازه K 281 تا K 286 بازده اکزرژی %3/31 افزایش یافت. همچنین در این سرعت با افزایش فشار از بازه kPa100 تا kPa 105 بازده اکزرژی %3/23 کاهش یافت. تغییرات رطوبت نسبی در بازه %65 تا %73 توانست %0/4 بازده اکزرژی را کاهش دهد. رطوبت نسبی، فشار و دمای جریان باد نتوانستند اثر قابل توجهی بر بازده انرژی داشته باشند. رفتار توربین بادی تحت تاثیر زاویه یاو متفاوت بود به گونه ای که در زاویه های 5 و 10 درجه اثر چندانی بر بازده انرژی و اکزرژی توربین بادی نداشت اما در زاویه 15 و 30 درجه تا قبل از سرعت m/s16 بازده انرژی و اکزرژی از حالت بدون زاویه یاو کمتر بود و بعد از این سرعت علیرغم اینکه نشان داده شد افزایش زاویه یاو، توان تولیدی توربین بادی را کاهش می دهد، به تدریج توربین بادی بازده انرژی و اکزرژی بهتری از حالت بدون یاو را از خود نشان داد. این روند بهبود در زاویه یاو 30 درجه بیشتر بود.تحلیل اکزرژی نشان داد که با مطالعه تمامی متغییرهای جریان باد می توان به درک درستی از رفتار توربین بادی رسید.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#شبیه سازی توربین بادی #نظریه تکانه اجزاء پره #زاویه یاو #بازده انرژی و اکزرژی #تحلیل اکزرژی
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده:
پایان نامه های مرتبط (بر اساس کلیدواژه ها)