Farklı Açıklık Oranlarındaki NACA-0018 Rüzgâr Türbini Kanat Modeli Performansının Sayısal ve Deneysel İncelenmesi

Authors : Himmet Erdi TANÜRÜN, İsmail ATA, Mehmet Emin CANLI, Adem ACIR

Pages : 371-381

Doi:10.2339/politeknik.500043

View : 42 | Download : 12

Publication Date : 2020-06-01

Article Type : Research Paper

Abstract :Rüzgâr enerjisinin yararlı enerjiye dönüştürülmesinde kullanılan rüzgâr türbinleri, farklı kanat modellerinden oluşmaktadır. Türbin performansını etkileyen en önemli etkenlerden biri kanat modeli aerodinamik performansının değişimidir. Rüzgâr türbin kanatlarında kullanılması muhtemel olan NACA-0018 kanat modelinin aerodinamik performansı bu çalışma kapsamında, sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Performans analizi için yapılan sayısal çalışmalar hesaplamalı akışkanlar dinamiği insert ignore into journalissuearticles values(HAD); esasına göre çalışan ANSYS Fluent TM 14,5 yazılımında SST insert ignore into journalissuearticles values(Shear Stress Transport); türbülans modeli altında incelenmiştir. Sayısal çalışmalarda Reynolds insert ignore into journalissuearticles values(Re); sayısı 5,7x10 4 kabul edilmiş,  0°’den 60°’ye kadar her 2,5°’lik hücum açısı için analizler tekrarlanmıştır. Deneysel çalışmalar ise açık çevrimli rüzgâr tünelinde her 5° hücum açısı için 0°-60° aralığında gerçekleştirilmiştir. Her iki çalışmada da belirlenen hücum açılarında kanat modelinin kaldırma katsayısı insert ignore into journalissuearticles values(C L );, sürükleme katsayısı insert ignore into journalissuearticles values(C D ); ve aerodinamik verimlilik insert ignore into journalissuearticles values(C L /C D ); değerleri bulunmuştur. Sayısal sonuçlara göre açıklık oranı-1 insert ignore into journalissuearticles values(AR1); kanat modelinde 32,5°’de irtifa kaybı gözlenirken, açıklık oranı-2 insert ignore into journalissuearticles values(AR2); kanat modelinde ise 25°’de irtifa kaybı söz konusudur. AR1 ve AR2 kanat modelleri için yapılan deneysel çalışma sonuçlarına göre her iki kanadın C L değeri, sayısal çalışmalar neticesinde elde edilen verilerden sırasıyla %0,41 ve %2,71 oranında daha olumludur. Benzer şekilde deneysel olarak elde edilen C D değerlerinin AR1 ve AR2 kanat modeli için sayısal verilerden sırasıyla %6,35 ve %5,16 kadar daha iyi olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Sayısal çalışma sonucu AR1 ve AR2 kanat modelleri için elde edilen C L /C D değerleri aynı yapılar için ölçülen deneysel verilerden her bir kanat modeli için sırasıyla %3,86 ve %12,04 daha yüksektir. Hem deneysel hem de sayısal çalışma sonucunda NACA-0018 kanat modelinin iki farklı açıklık oranına sahip yapılarından AR1 yapısının aerodinamik verimi, irtifa kaybı öncesi ve sonrasında AR2 kanadına göre belirgin bir avantaja sahiptir. 
Keywords : Rüzgâr enerjisi, rüzgâr türbini, NACA 0018 kanat modeli, en boy oranı, aerodinamik verim

ORIGINAL ARTICLE URL