۱۴۰۴/۰۳/۰۷
محمد خلیلی

محمد خلیلی

مرتبه علمی: استادیار
ارکید: https://orcid.org/۰۰۰۰-۰۰۰۲-۲۵۹۱-۸۳۶۶
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: ۵۷۲۰۱۶۵۲۹۹۳
دانشکده: دانشکده فنی مهندسی
نشانی: دانشگاه اراک، گروه مهندسی مکانیک
تلفن: ۰۸۶۳۲۶۲۵۳۳۰

مشخصات پژوهش

عنوان
مطالعه تأثیر شکاف لبه پیشرو و تأثیر زبری سطح بر عملکرد جذب انرژی ایرفویل فلاپینگ
نوع پژوهش
پایان نامه های تقاضا محور و غیر تقاضا محور
کلیدواژه‌ها
ایرفویل، فلاپینگ، شکاف لبه حمله، لبه حمله، گردابه، زبری سطح، جذب انرژی
سال 1403
پژوهشگران محمد خلیلی(استاد راهنما)، امیرحسین بخشی(دانشجو)

چکیده

امروزه تولید برق با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر موردتوجه ویژه دانشمندان قرار گرفته و تا کنون روش‌های مختلفی برای آن ابداع گردیده است. تمرکز اصلی مطالعه بر تولید برق با انرژی‌های تجدیدپذیر بر افزایش راندمان این نیروگاه‌ها به دلیل اختلاف زیاد آن با نیروگاه‌های تجدیدناپذیر و ارائه روش‌های نوین جهت بهره‌گیری از این انرژی است. تولید انرژی با استفاده از مکانیزم فلاپینگ ایرفویل ابتکار جدیدی از سوی پژوهشگران بوده است. مزیت آن نسبت به روش‌های پیشین راندمان بالاتر و کارایی در سرعت‌‌های جریان پایین‌تر است. این پژوهش سعی دارد تا با مطالعه عددی، تأثیر شکاف لبه حمله و زبری سطح ایرفویل را بر راندمان این سیستم مورد بررسی قرار دهد. تأثیر زبری سطح و تأثیر هم‌زمان آن با شکاف لبه جلویی ایرفویل بر عملکرد فلاپینگ ایرفویل تا کنون مورد بررسی قرار نگرفته است. مدل‌سازی این پژوهش با استفاده از نرم‌افزار انسیس فلوئنت انجام و معادله حرکت ایرفویل توسط یک کد (UDF) وارد گردیده است. جهت توسعه نتایج نیز از معادله رگرسیون استفاده شده است. از این پژوهش نتیجه‌گیری شد که در شرایط کلی و ایرفویل پایه (بدون شکاف) باتوجه‌به هزینه و زمان بر بودن کاهش زبری سطح در فرایند تولید و پولیش‌کاری، و تأثیرات کم زبری سطح در این بازه (2/0 تا 4 میکرومتر) به نظر نمی‌رسد که کاهش زبری سطح برای ایرفویل بدون شکاف مقرون به صرفه باشد. اما افزایش زبری سطح (ناشی از فرایند تولید) تا حد زیادی میتواند تأثیرات مطلوب شکاف لبه حمله بر راندمان را خنثی کند. در نتیجه ایجاد شکاف لبه حمله بدون درنظرگرفتن پارامتر های دیگر مانند زبری سطح می‌تواند بی‌فایده باشد. تغییر زبری سطح ایرفویل با شکاف 5/13 درجه، از 2/0 به 2 میکرومتر در یک سیکل کاری ایرفویل، باعث کاهش بیشینه ضریب برآ به میزان 19/21 % گردید. در نتیجه پیش‌بینی می‌شود هنگامی که مقدار زبری سطح خیلی بیشتر باشد (استهلاک)، تأثیر آن بر عملکرد سیستم قابل‌توجه خواهد بود. افزایش زبری سطح ناشی از فرآیند تولید می‌تواند تا 9 % باعث کاهش متوسط ضریب توان ایرفویل گردد. البته میزان این کاهش بستگی به میزان زبری سطح، زاویه شکاف ایرفویل و میزان چسبندی گردابه به ایرفویل دارد. بیشینه متوسط ضریب توان در بازه های آزمایش شده، در زاویه شکاف 22 درجه و زبری سطح 6/0 میکرومتر برابر 311/0 و کمینه آن در زاویه شکاف 5 درجه و زبری سطح 4/3 میکرومتر و برابر 092/0 است. تغییر متوسط ضریب توان ایرفویل در زاویه شکاف پایین‌تر خطی بوده اما با افزایش زاویه شکاف، این تغییرات به‌صورت منحنی و درجه دوم تبدیل می‌شود. بیشینه افزایش راندمان جذب انرژی برای شکاف 22 درجه و زبری سطح 1 میکرومتر بوده و نسبت به ایرفویل پایه برابر با 10 % است. همچنین بیشینه کاهش راندمان جذب انرژی نسبت به ایرفویل پایه برای زاویه شکاف 47/1 درجه و زبری سطح 2 میکرومتر بوده و برابر با 8 % است.