Savonius rüzgar türbinlerinde Reynolds sayısının etkisinin nümerik olarak incelenmesi
Öz
Yatay eksenli rüzgar türbinlerinin yaygın olarak kullanılmalarının başlıca nedeni, kuşkusuz, yüksek enerji verimliliğine sahip olmalarıdır. Ancak bu tip türbinlerin geometrik yapıları gereği üretimleri görece zordur. Bir düşey eksenli rüzgar türbini olan Savonius rüzgar türbini ise, çok daha ilkel bir geometriye sahiptir. Bundan ötürü, üretim olanaklarının ve yöntemlerinin kısıtlı olduğu bölgelerde, düşük enerji verimliliğine rağmen halen bir alternatif olarak önemini korumaktadır. Bu çalışmada, Reynolds sayısının, bir Savonius rüzgar türbininin performansına etkisi, hesaplamalı akışkanlar dinamiği simülasyonları yardımıyla incelenmiştir. Çalışmada, iki boyutlu, sıkıştırılamaz, daimi olmayan ve türbülanslı akış kabulleri altında, sonlu hacimler yöntemine dayalı ANSYS Fluent ticari yazılımı kullanılmıştır. Deneysel literatür verileri ışığında doğrulanan nümerik yöntem kullanılarak gerçekleştirilen simülasyonlar ile, türbin çapı cinsinden tanımlı Reynolds sayısının 4×104, 4×105, 4×106, 8×106 ve 20×106 değerlerinde performans karakteristikleri karşılaştırılmıştır. Buna göre, Reynolds sayısının 4×106 değerinde en yüksek güç faktörü değerine ulaşılmış olup bu çalışma noktasında devirlilik sayısı 1.0 ve güç faktörü değeri 0.27 olarak bulunmuştur.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Akwa, J. V., da Silva Júnior, G. A. ve Petry, A. P. (2012). Discussion on the verification of the overlap ratio influence on performance coefficients of a Savonius wind rotor using computational fluid dynamics, Renewable Energy, 38, 1, 141-149.
- Akwa, Vicente, J., Vielmo, H. A. ve Petry, A. P., (2012). A review on the performance of Savonius wind turbines, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16, 5: 3054-3064.
- Altan, B. D., Atılgan, M. ve Özdamar, A. (2008). An experimental study on improvement of a Savonius rotor performance with curtaining, Experimental Thermal and Fluid Science, 32, 8, 1673-1678.
- Anonim, (2014). ANSYS Fluent 14 Theory Guide, ANSYS Inc, USA.
- Blackwell, B. F., Sheldahl, R. F. ve Feltz, L. V., (1977). Wind tunnel performance data for twoand three-bucket Savonius rotors, Albuquerque, NM: Sandia Laboratories.
- D’Alessandro, V., Montelpare, S., Ricci, R. ve Secchiaroli, A. (2010). Unsteady Aerodynamics of a Savonius wind rotor: a new computational approach for the simulation of energy performance. Energy, 35, 8, 3349-3363.
- Driss, Z., Mlayeh, O., Driss, D., Maaloul, M. ve Abid, M. S. (2014). Numerical simulation and experimental validation of the turbulent flow around a small incurved Savonius wind rotor, Energy, 74, 506-517.
- Ducoin, A., Shadloo, M. S. ve Roy, S. (2017). Direct Numerical Simulation of flow instabilities over Savonius style wind turbine blades, Renewable Energy, 105, 374-385.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
-
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yayımlanma Tarihi
4 Nisan 2018
Gönderilme Tarihi
31 Mart 2017
Kabul Tarihi
27 Ekim 2017
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2018 Cilt: 9 Sayı: 1