Experimental and numerical investigation on the performance of straight-bladed vertical axis wind turbine by adding cavities to it structure

Other Title(s)

استقصاء عملي و نظري في أداء التوربين الهوائي ذو المحور العامودي و الريش المستقيمة بإضافة التجاويف إلى هيكله

Joint Authors

al-Jarakh, Ahmad Sadi
Mahmud, Husayn Yusuf

Source

Journal of Engineering

Issue

Vol. 26, Issue 4 (30 Apr. 2020), pp.64-79, 16 p.

Publisher

University of Baghdad College of Engineering

Publication Date

2020-04-30

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

16

Main Subjects

Mechanical Engineering

Topics

Abstract AR

بسبب تذبذب اسعار الوقود و الطاقه في العقود الاخيرة لعدة مرات و ظهور لوائح و تعليمات جديده تم التوقيع عليها من قبل معظم دول العالم لتقليل ظاهرة الاحتباس الحراري و التأثير البيئي على سطح الارض و استمرارية وجود الجنس البشري، ظهرت حاجة ملحة لتطوير تكنولوجيا استخلاص الطاقات المتجدده على المدى القريب و البعيد و احدى هذه التكنولوجيا الطموحه هي توربينات الهواء ذو المحور العامودي و خاصة الانواع المركبه.

الغرض من هذا العمل هو تركيب نوع التوربينات سافونيوس ذا الريش المجوفه مع التوربين نوع داريوس ذو الريش المستقيمه لتقليل ضعف قدرة التشغيل الابتدائي لتوربينات داريوس و ضعف الاداء لتوربينات سافونيوس و لهذا الغرض تم اختبار داريوس مع ريش مستقيمه من النوع S1046 عملياً و نظرياً عند سرع رياح مختلفة (4.

5 m/s، 8 m/s and 10 m/s)و قد اظهر قدرة ضعيفة على الدوران الابتدائي عند سرع الرياح الواطئه رغم الاداء العالي عند سرع الرياح العاليه و لكن عند اضافة الريش المجوفة بتشكيلين مختلفين و اعادة الاختبار عند نفس الظروف، وجد انه عند اضافة تجويفين متعاكسين في قلب التورباين ان الاداء و معامل القدرة قد ازدادا الى اقصى حد عند سرعة رياح 10 m/s و قد وجد معامل الاداء بأنه 0.

0914، و لكن عند زيادة الصلاده بأضافة ثلاث ريش مجوفة، الاداء كان عالياً عند سرع الرياح الواطئه (4.

5 m/s) لكنه انهار بشكل عالي عند سرع الرياح العاليه و هذا دل على ان اداء التوربين يعتمد بشكل اساسي على الصلاده و على التشكيل.

على الجانب الاخر، المحاكاة الرقميه اظهرت تطابقاً جيداً مع النتائج العمليه رغم توقعها اداءً اقل.

Abstract EN

As the prices of the fuel and power had fluctuated many times in the last decade and new policies appeared and signed by most of the world countries to eliminate global warming and environmental impact on the earth surface and humanity exciting, an urgent need appeared to develop the renewable energy harnessing technologies on the short-term and long-term and one of these promising technologies are the vertical axis wind turbines, and mostly the combined types.

The purpose of the present work is to combine a cavity type Savonius with straight bladed Darrieus to eliminate the poor self-starting ability for Darrieus type and low performance for Savonius type and for this purpose, a three-bladed Darrieus type with symmetrical S1046 airfoil was tested experimentally and numerically at different wind speeds (4.

5 m / s, 8 m / s and 10 m/s) and it showed a poor self-starting ability at low wind speed although its higher performance at high wind speed.

However when adding the cavities in two setup configuration and testing it at the same conditions, it was found that when adding the cavities as reversed cups in the core of the turbine, the performance increased and the power coefficient reached a maximum value at 10 m/s wind speed and it was observed to be 0.

0914, but when the solidity increased by adding three cavities, the performance was higher at low wind speed (4.

5 m / s) but it tragically decreased at higher wind speed which indicates that the performance depends on the solidity and the turbine configuration.

On the other hand, the numerical simulation showed a good match with the experimental results although it under-predicted the performance.

American Psychological Association (APA)

al-Jarakh, Ahmad Sadi& Mahmud, Husayn Yusuf. 2020. Experimental and numerical investigation on the performance of straight-bladed vertical axis wind turbine by adding cavities to it structure. Journal of Engineering،Vol. 26, no. 4, pp.64-79.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-972900

Modern Language Association (MLA)

al-Jarakh, Ahmad Sadi& Mahmud, Husayn Yusuf. Experimental and numerical investigation on the performance of straight-bladed vertical axis wind turbine by adding cavities to it structure. Journal of Engineering Vol. 26, no. 4 (Apr. 2020), pp.64-79.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-972900

American Medical Association (AMA)

al-Jarakh, Ahmad Sadi& Mahmud, Husayn Yusuf. Experimental and numerical investigation on the performance of straight-bladed vertical axis wind turbine by adding cavities to it structure. Journal of Engineering. 2020. Vol. 26, no. 4, pp.64-79.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-972900

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 78

Record ID

BIM-972900