Perdeleme yöntemi ile Savonius rüzgar çarkının performansının incelenmesi

Abstract

Dünya nüfusu ve gelişen sanayi ile enerji talebi gün geçtikce artmaktadır. Bu sebepten yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları önem kazanmaktadır. Bu yenilenebilir enerji kaynaklarından birisi de rüzgar enerjisidir. Bunun uygulaması olan, Savonius rüzgar çarklarının aerodinamik performansları düşüktür. Fakat diğer geleneksel rüzgar çarkları ile karşılaştırıldığında bazı üstünlükleri olmasına rağmen, yakın zamana kadar çok fazla ilgi görmemiştir. Bundan dolayı son yıllarda çark performanslarının arttırılması için bazı araştırmalar yapılmış ve yapılmaya devam edilmektedir. Bu çalışmada; rüzgar hızını, çarkın güç ve verimini arttırmak ve aynı zamanda çarkın dış bükey yüzeyi üzerine tesir eden negatif momenti engellemek için Savonius rüzgar çarkının önüne bir yapay perde düzeneği yerleştirilmiştir. Öncelikle, çarkın statik durumunda perdesizken bazı deneysel çalışmalar sürdürülerek, daha sonra çarkın hareketli durumunda benzer deneyler yapılmış ve sonra bu durumlarda statik ve dinamik momentler ölçülmüştür. Ölçmelerin dinamik değerleri kullanılarak, her durum için güç ve performas katsayısı hesaplanmıştır. Ayrıca aynı koşullarda çarkın hareketsiz durumunda Fluent 6.0 programı; Sayısal Akışkanlar Dinamiği (CFD) için kullanılmıştır. Sonuç olarak; perde düzenekli çark ile en iyi sonuç elde edildiği ve aynı zamanda performans katsayısının % 38'lere çıktığı görülmüştür. Kısa perde boyutlarında; düşük performans elde edilirken uzun perde boyutları ile önemli bir artış sağlanmıştır. Çark performansı üzerinde perdenin her iki kanadının konumu da önemlidir. En iyi performans α= 450 ve β=150'lik konumlarında elde edilmiştir.

Energy demand is increasing with world population and developing industry with each passing day. For this reason, new and renewable energy sources are becoming important. The wind energy is also one of this renewable energy resources. Its application which is Savonius wind rotor has the low aerodynamic performance. But instead of they have some advantages compared with the other traditional wind rotors, until very close time they didn?t get very much interest. Therefore, in the last years it was carried out some investigations and are still going on for increasing rotor performances. In this study, it was constructed an artifical curtain devices in front of Savonius wind rotor to increase wind velocity, power and efficiency of the rotor and also to hinder the negative moment which was occured on the convex surface of the rotor. First of all, some experimental works were carried out without curtain in the static condition of the rotor thereafter similiar experiments were carried out in the rotating condition of the rotor; and then static and dynamic moments were measured in this conditions. As being used dynamic values of the measurements, it was calculated power and performance coefficient for every conditions. Besides Fluent 6.0 program was used for the Computational Fluid Dynamics (CFD) in the static case of the rotor in the same conditions. As a result; it was seeing that the best result was obtained with the rotor which has the curtain device and also the performance coefficient is increased to about % 38. An important increase was obtained with the long curtain sizes while the small curtain application gave low performance. The positions of the both leafs of the curtain is important on the performance of the rotor. Best performance was obtained for the positions of α= 450 and β=150.