مطالعة انتخاب ماده برای پره‌های توربین باد با توجه به شرایط آب‌وهوایی منجیل

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 استادیار دانشکدة مهندسی مکانیک، دانشگاه کردستان، سنندج

2 کارشناس مهندسی مکانیک، دانشکدة مهندسی مکانیک، دانشگاه کردستان، سنندج

چکیده

توربین بادی وسیله‌ای است برای ­تبدیل انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی. جنس مادة به‌کار رفته از مهم­ترین عوامل تعیین‌کننده در طراحی و ساخت پره‌های توربین­ بادی است. با توجه به خواص گستردة مواد و گوناگونی رفتار آنها، همچنین شرایط جوی شهر منجیل، در این مقاله سعی شده است تا از بین سه مادة تعیین‌شده مناسب­ترین آنها شناسایی و نیروی برشی موجود درحین عبور جریان سیال (هوا) از روی پره‌های توربین تخمین زده شود. کمترین میزان تنش به پره­ای به جنس فیبر کربن وارد می‌شود، همچنین بیشترین تنشی که به پره­ای با همان جنس وارد می­شود برابر با 71/16 پاسکال است که در مقایسه با تنش وارده بر دیگر پره­ها، که به جنس دیگری مسلح است، کمترین می­باشد و میزان تنش فون مایسز فیبر کربن کمتر از دیگر مواد است.

کلیدواژه‌ها


[1] غ. رحیمی، ص. احمدی، معرفی توربین بادی ساوونیوس، مهندسی مکانیک، س. 24، ش. 104، 1394.

[2] ر. ﺣﺮﺑﯽ ﻣﻨﻔﺮد، ج. پیرکندی، ﺗﻮﺭﺑﻴﻦ‌ﻫﺎﻱ ﺑﺎﺩﻱ ﻧﻮﻳﻦ ﻭ ﻧﻘﺶ ﺁﻧﻬﺎ ﺩﺭ ﺁﻳﻨﺪﺓ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺎﻱ ﺍﻧﺮﮊﻱ، مهندسی مکانیک، س. 25، ش. 108، 1395.

[3] م. محمدی، م. ر. محمدی، ع. محمدی، توربین­های عالی مرتفع، مهندسی مکانیک، س. 22، ش. 89، 1392.

[4] ا. هرسینی، ع. حاجی‌زاده، ﻣﺮﻭﺭﻱ ﺑﺮ ﺭﻭﺵﻫﺎﻱ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﭘﺎﻳﺶ ﻭﺿﻌﻴﺖ ﺗﻮﺭﺑﻴﻦ ﺑﺎﺩﻱ"، مهندسی مکانیک، س. 25، ش. 107، 1395.

[5] www.windustry.com, (accessed 20 June 2017)

[6] Peter J. Schubel, Richard J. Crossley, Wind Turbine Blade Design, Energies, Vol. 5, 2012, pp. 3425-3449.

[7] Tony Burton, Nick Jenkins, David Sharpe, Ervin Bossanyi, Wind Energy Handbook, second edition, John Wiley & Sons Ltd, 2001.

[8] Rudbar Wind Farm, www.en.wikipedia.org, (accessed 20 Jun 2017).

[9] www.gilmet.ir/fa/menu47.aspx (accessed 20 Jun 2017).

[10] ف. ترابی، ر. حامدی، محاسبه پروفیل سرعت در فواصل مختلف پشت توربین­های بادی تحت تاثیر جریان‌های آشفته، ششمین همایش علمی تخصصی انرژی‌های تجدیدپذیر، پاک و کارآمد، تهران، 1393.

[11] www.matweb.com (accessed 20 Jun 2017).

[12] www.hexcel.com (accessed 20 Jun 2017).

[13] www.hexcel.com (accessed 20 Jun 2017).

[14] www.christinedemerchant.com (accessed 20 Jun 2017).

[15] www.lookpolymers.com (accessed 20 Jun 2017).

[16] Ferdinand P. Beer, E. Russell Johnston, John T. DeWolf, David F. Mazurek, Mechanics of materials (seven edition), 2016.

[17] Richard Budynas, Keith Nisbett., Shigley's mechanical engineering design, 9th edition, McGraw-Hill education, 2010.

[18] Y. Blades, Hybrid Anisotropic Materials for Wind Power Turbine Blades, Golfman, CRC Press is an imprint of Taylor & Francis Group, an Informa business, 2012.

[19] I. C. Dimitrios, Structural Analysis of Composite Wind Turbine Blades, Vol. 1: Nonlinear Mechanics and Finite Element Models with Material Damping, Springer International Publishing Switzerland 2013.

[20] Gustave Paul Corten., Flow Separation on Wind Turbine Blades, Gustave Paul Corten, Geboren op 8 September 1968, Rotterdam.

[21] Solidworks simulation-version 2016.

[22] Solidworks flow simulation-version 2016 & 2015.

[23] SolidWorks® 2010 Bible, Wiley Publishing, Inc., 2010.

[24] What's new Solidworks 2016, Microsoft Corporation, All rights reserve, 2015.

[25] Hansen Martin. O. L., Aerodynamics of Wind Turbines, second edition. Earthscan Publishes, London, UK, 2008.

[26] Habibi Nabard, Vahdatpanh Danial, Zandipour Kani., Shear stress distribution on turbine blades in Manjil weather conditions in laboratory scale, International Conference on researches in Science and Engineering, 28 July 2016, Istanbul University, Turkey.

[27] Povl Brondsted and Rogier P. L. Nijssen., Advances in wind turbine blade design and materials, Woodhead Publishing Limited, 2013.