Development of a horizontal axis wind turbine blade profilebased on passive flow control methods
Pasif akış kontrol yöntemlerine dayalı yatay eksenli rüzgartürbini kanat profilinin geliştirilmesi
- Tez No: 668448
- Danışmanlar: PROF. DR. YAHYA ERKAN AKANSU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: rüzgar türbinleri, küçük ölçekli rüzgar türbinleri, güç katsayısı, pasif akış kontrol teknikleri, rüzgar tüneli testi, rüzgar enerjisi, yenilenebilir enerji, kanat elemanı momentum teorisi, wind turbines, small scale wind turbines, power coefficient, passive flow control techniques, wind tunnel testing, wind energy, renewable energy, blade element momentum theory
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 161
Özet
Bu tez çalışmasında pasif akış kontrol yöntemlerine dayalı yatay eksenli rüzgar türbini kanat profilinin geliştirilmesi deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Yeni kanat profili geliştirme sürecinde başlangıç noktası olarak S809, S812, S822 ve NACA 633618 gibi kanat modelleri seçilmiştir. En yüksek performansa sahip S822 profilinin seçimi, Reynolds sayısının 5·104 and 1·105 değerlerinde elde edilen deneysel sonuçlara göre yapılmıştır. Bu çalışmada, düşük Reynolds sayılarındaki çalışma şartlarına odaklanılması nedeniyle, rotor kanatları boyunca erken akış ayrımını önleyerek rotorun aerodinamik performansını artırmak amacıyla iki pasif akış kontrol tekniği kullanılmıştır. Bunun için türbin kanadının hücum kenarında tüberküller (dalgalı yapı) ve üst yüzeyinde girdap boşluğu teknikleri uygulanmıştır. Değişken genlik, dalga boyu, adım konumu, adım boyutu ve adım derinliği gibi kontrol yöntemi parametrelerinin çeşitli değerleri için 0.28 m çapa sahip onbir tane sabit kanat açılı rotor konfigürasyonu oluşturulmuş ve rüzgar tünelinde farklı serbest akış şartları altında veter uzunluğuna bağlı Reynolds sayısının 4.7·104 değerinde test edilmiştir. Bu modellerden özellikle M2 modeli temel modele kıyasla yaklaşık %2.8 daha fazla güç katsayısı oluşmakta ve ayrıca daha geniş bir uç hızı oranı aralığı için bu yüksek performans değerini sürdürmektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the development of a horizontal axis wind turbine blade profile based on passive flow control methods was conducted experimentally. S809, S812, S822, and NACA633618 airfoils were chosen as a starting point in the process of developing a new blade profile. Based on the experimental results obtained for Reynolds numbers of 5·104 and 1·105 , S822 profile was selected as the best model. The fact that the present study focuses on low Reynolds numbers, two passive flow control techniques were employed with the aim of enhancing the aerodynamic performance of the rotor by means of preventing the early flow separation along the rotor blades. In this study, leading-edge tubercles and vortex cavity techniques were adopted on blade geometry along the leading edge and upper surface. Several blade configurations for variable amplitude, wavelength, step location, step size, and step depth along the upper surface of the blades were investigated. Eleven fixed-pitch rotor configurations with diameters 0.28 m were generated and tested in the wind tunnel at chord-based Reynolds number of 4.7·104 under different free-stream conditions. Among these models, especially the model M2 has approximately 2.8% higher power coefficient than the base model and also maintains higher performance values for a wider range of tip speed ratios.
Benzer Tezler
- Yatay eksenli rüzgar türbini palasının dinamik analizi
Dynamic analysis of a horizontal axis wind turbine blade
SERAP BAYTOK
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN ORHAN KAYA
- Yatay eksenli rüzgar türbinleri için kıvrık kanat geliştirilmesi
Development of a winglet for horizontal-axis wind turbines
TOLGA GÖREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN YILDIZ
- Yatay eksenli rüzgar türbinlerinin aerodinamik dizaynı
The aerodynamic design of horizontal-exis wind turbines
GÖKSUN BEŞERİK
- Kuyruk yeli enerjisi kullanılarak düşey eksenli rüzgar türbin çiftliği geliştirilmesi
Development of a vertical axis wind turbine farm by using wake energy
AHMETCAN ETYEMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİKMET KOCABAŞ
- Rüzgar enerjisi dönüşüm sistemlerinin aerodinamik kapsamı ve güç belirlenmesi analizlerinde potansiyel akım yöntemleri
Aerodynamic aspects of wind energy conversion systems and potential flow methods in performance prediction analysis
ALİ ALPER AKYÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. ADİL YÜKSELEN