بررسی عددی تاثیر عملگر پلاسما در عملکرد آیرودینامیکی یک توربین بادی مقیاس کوچک

با کنترل الگوی جریان روی پره توربین باد می توان بازده توربین باد را افزایش داد. این امر به کمک روش های فعال و غیرفعال انجام می شود. یکی از روش های کنترل جریان، استفاده از عملگر پلاسما است. هدف این پژوهش بررسی عددی کارای عملگر پلاسما در یک توربین بادی خانگی است. مطالعات بر روی یک توربین بادی خانگی با قطر 1/93 متر انجام و از روش سوزن و هوانگ برای شبیه سازی عملگر پلاسما استفاده شد. در این تحقیق تاثیر قدرت عملگر در نسبت سرعت نوک های مختلف بر افزایش توان توربین باد مطالعه شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که بیشینه ی ضریب توان این توربین باد در نسبت سرعت نوک پره برابر با 6 قابل استحصال است. همچنین افزایش نسبت سرعت نوک پره، باعث کاهش جریان های شعاعی در سطح پره ی توربین باد شده است. با افزایش توان عملگر پلاسما جریان های شعاعی در سطح پره کاهش یافته و توان تولیدی توربین باد نیز افزایش یافته است. عملکرد عملگر پلاسما در راستای طول پره ی توربین باد متفاوت می باشد. در شعاع های 0/4m تا 0/9m اختلاف گشتاور تولیدی برای حالت های پلاسمای فعال و غیرفعال قابل ملاحظه است و عملگر پلاسما در سایر مقاطع تاثیر زیادی بر بهبود توان تولیدی نداشته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که توان مصرف عملگر پلاسما بیشتر از مقدار افزایش توان تولیدی توربین باد بواسطه ی اعمال عملگر می باشد، بنابراین در توربین بادی خانگی مطالعه شده استفاده ازعملگر پلاسما صرفه اقتصادی ندارد.

Keywords:

توربین باد خانگی , عملگر پلاسما , مدل سوزن و هوانگ