بررسی عددی و تجربی اثر میزان هم پوشانی اولیه و ثانویه بر عملکرد توربین بادی ساونیوس

توریبن های بادی ساونیوس بدلیل طراحی و ساخت ساده، عدم وابستگی به جهت باد و خود راه انداز بودن، مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته اند. در مقاله حاضر با استفاده از شبیه سازی عددی و نتایج آزمایشگاهی به بررسی اثر میزان هم پوشانی اولیه و ثانویه بر عملکرد توربین بادی ساونیوس پرداخته شده است. هشت روتور مختلف مورد بررسی قرار گرفته اند که سه روتور بصورت آزمایشگاهی و هر هشت روتور بصورت عددی تحلیل شده اند. اثر پارامترهای هم پوشانی اولیه، هم پوشانی ثانویه، عدد رینولدز و تعداد پره بر ضریب توان و ضریب گشتاور پره مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند حداکثر ضریب توان برای تمامی روتورهای بررسی شده در نسبت سرعت های نوک 8/0 تا 0/1 (سرعت نوک پره نزدیک به سرعت باد) اتفاق می افتد. ضریب توان حداکثر در مقدار هم پوشانی اولیه (بی بعد شده نسبت به قطر پره) 2/0 اتفاق می افتد، اما کم یا زیاد کردن هم پوشانی ثانویه باعث کاهش ضریب توان حداکثر می شود. با افزایش عدد رینولدز ضریب توان حداکثر و متوسط افزایش می یابد. همچنین گرچه افزودن پره به روتور ساونیوس باعث ایجاد گشتاور تولیدی یکنواخت تری می گردد، اما ضریب توان حداکثر روتور را کاهش می دهد. با افزایش نسبت هم پوشانی ثانویه مثبت، ضریب گشتاور افزایش می یابد و هم پوشانی منفی ضریب گشتاور را کاهش می دهد.