بررسی تاثیر گردابه ها و ضرایب ایرودینامیکی بر نسبت سرعت نوک توربین ساونیوس

در این پژوهش به شبیه سازی میدان جریان در اطراف توربین محور عمودی ساونیوس دو پره کلاسیک پرداخته شد. برای این کار از روابط گذرای دوبعدی ناویر-استوکس و مدل اغتشاشیk-w SSTاستفاده شد. برای اعتبار سنجی نتایج محاسباتی، مقدار گشتاور وارد شده به توربین در نسبت سرعت نوک های مختلف با مقادیر تجربی مقایسه شد و انطباق روش محاسباتی با داده های تجربی مناسب ارزیابی شد. پس از اعتبارسنجی نمودار ضریب توان توربین در نسبت های سرعت نوک مختلف بدست آمد. در نسبت سرعت نوک۰.۸توربین بیشترین توان تولیدی را داشت و بهینه ترین نسبت سرعت نوک برای کارکرد توربین بین بازه۰.۷ تا ۰.۹بدست آمد. برای بررسی بیشتر نمودار تغییرات ضریب نیروی پسا با نسبت سرعت نوک پره بدست آمد. ضریب نیروی پسا در نسبت سرعت نوک۰.۸بیشترین مقدار خود را با مقدار۱.۱داشت. با توجه به اینکه عملکرد توربین ساونیوس براساس نیروی پسا میباشد، میتوان گفت نمودار پسا و نمودار ضریب گشتاور با یکدیگر همخوانی داشتند. کانتور سرعت میدان جریان نیز گردابه های پایین دست توربین ساونیوس را ارایه نمود. مشاهده شد که گردابه های پایین دست توربین در نسبت سرعت نوک۰.۸نسبت به سایر مقادیر نسبت سرعت نوک، هموارتر و غیر نوسانی تر بودند. این مساله اتلاف کمتر انرژی میدان جریان و استحصال بهتر انرژی توسط توربین را در نسبت سرعت نوک۰.۸توجیه میکند.