۴-۴ تولید سلولهای محاسباتی ۷۰
۴-۵ وضوح مش ۷۳
۴-۶- کیفیت مش ۷۴
۴-۷ صافی یا همواری سلول ها ۷۵
فصل پنجم ۷۶
۵-۱ مقدمه ۷۷
۷۷
۵-۲ شرایط مرزی در نرم افزار فلوئنت ۷۷
جریان خروجی و ورودی ۷۸
۵-۲-۲ شرط مرزی دیوار ۷۹
۵-۲-۳ شرط سیال ۷۹
۵-۲-۴ شرایط مرزی به کار گرفته شده ۷۹
۵-۳ معادلات حرکت ۸۰
۵-۵ مدلسازی جریانهای آشفته ۸۱
۵-۶ معادلات ناویراستوکس متوسطگیری شدۀ رینولدز(RANS) 82
استاندارد ۸۵
SST 87
۵-۹ ناحیهی محاسباتی و شرایط مرزی ۸۷
۵-۱۰ همگرایی حل ۸۸
۵-۱۱انتخاب روش های حل ۸۹
۵-۱۲ محاسبه توان ۹۰
۵-۱۳ نتایج عددی ۹۱
۵-۱۳-۱ بررسی استقلال از شبکه ۹۱
۵-۱۳-۲ مقایسه نتایج عددی با آزمایشگاهی ۹۲
۵-۱۳-۳ توزیع فشار ۹۳
۵-۱۳-۴ توزیع تنش برشی ۹۴
۵-۱۳-۵ کانتورهای سرعت ۹۷
فصل ششم ۱۰۰
۶-۱ نتیجه گیری ۱۰۱
۶-۲ پیشنهادات ۱۰۱
مراجع ۱۰۳
فصل اول
مقدمه
۱-۱ مقدمه
با توجه به تمایل جهانی برای کاهش گازهای گلخانه ای و تامین انرژی پایدار که پاسخگوی نیاز روزافزون بشر به انواع انرژی باشد، تلاش های بسیاری در جهت توسعه انرژی های تجدیدپذیر در دست انجام است. انرژی بادی به عنوان یکی از قابل اعتماد ترین انواع انرژی دارای پیشینه ای کهن بوده که در چند دهه اخیر به منظور ساخت نیروگاه های عظیم استفاده از آن رونق چشمگیری داشته است. این امر موجب شده تا مطالعات زیادی بروی انواع توربین های بادی انجام شود. در این فصل مقدمه ای از انرژی باد و برخی مفاهیم کاربردی و مورد نیاز راجع به برق بادی و مزارع بادی توضیح داده می شوند. همچنین به وضعیت ظرفیت نیروگاه های بادی نصب شده در جهان از گذشته تا کنون و همچنین پیش بینی وضعیت برق بادی تا سال ۲۰۱۷ نگاهی خواهیم داشت. در پایان نیز به شرح و تفصیل هدف از انجام این پایان نامه و نیز فصل های موجود در آن خواهیم پرداخت.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
۱-۲ منشا باد
منشا باد یک موضوع پیچیده‌است. از آنجاییکه زمین بطور نامساوی به وسیله نور خورشید گرم می‌شود بنابراین در قطب‌ها انرژی گرمایی کمتری نسبت به مناطق استوایی وجود دارد همچنین درخشکی‌ها تغییرات دما با سرعت بیشتری انجام می‌پذیرد و بنابراین خشکی‌های زمین نسبت به دریاها زودتر گرم و زودتر سرد می‌شوند. این تفاوت دمای جهانی موجب به وجود آمدن یک سیستم جهانی تبادل حرارتی خواهد شد که از سطح زمین تا هوا کره، که مانند یک سقف مصنوعی عمل می‌کند، ادامه دارد. بیشتر انرژی که در حرکت باد وجود دارد را می‌توان در سطوح بالای جو پیدا کرد جایی که سرعت مداوم باد به بیش از ۱۶۰ کیلومتر در ساعت می‌رسد و سرانجام باد انرژی خود را در اثر اصطکاک با سطح زمین و جو از دست می‌دهد.
یک برآورد کلی اینگونه می‌گوید که ۷۲ تراوات (TW) انرژی باد بر روی زمین وجود دارد که پتانسیل تبدیل به انرژی الکتریکی را دارد و این مقدار قابل ترقی نیز هست.
به همین طریق بادهای بزرگ جوی که زمین را دور می‌زنند، به علت اینکه هوای سطحی نزدیک استوا در اثر گرمای خورشید بیشتر از هوای قطب شمال و جنوب گرم شده، بوجود می‌آیند. از آنجا که باد تا زمانیکه خورشید به زمین می‌تابد، بطور پیوسته تولید خواهد شد، آنرا منبع انرژی تجدید شونده می‌نامند. امروزه، انرژی بادی عمدتاً برای تولید برق بکار برده می‌شود.
۱-۳ تاریخچه باد
در طی تاریخ، انسان ها باد را به شیوه‌های مختلف به کار بردند. بیش از پنج هزار سال پیش، مصریان باستان از نیروی باد برای راندن کشتی‌های خودروی رود نیل استفاده کردند. بعد از آن، انسان آسیاب بادی را برای آسیاب کردن بذر خود ساخت. جدیدترین آسیاب بادی متعلق به ایران است. این آسیاب شبیه به پاروهای بسیار بزرگ بوده است.
قرن‌ها بعد، مردم هلند طرح پایه آسیاب بادی را بهبود دادند. آنها تیغه‌های پروانه مانند ساخته شده از پره‌های نو به آسیاب بادی اضافه کردند و روشی برای تغییر جهت آن مطابق با جهت باد ابداع کردند. آسیابهای بادی به هلندی‌ها کمک کردند که در قرن ۱۷ صنعتی ترین کشور جهان باشند.
شکل ۱-۱ نمونه ای از آسیاب های بادی قدیمی
برخی از کشورها آسیابهای بادی را برای آسیاب گندم و ذرت، پمپ کردن آب و قطع درختان به کار می‌بردند. در سال ۱۹۲۰ در کشورهای توسعه یافته آسیاب های کوچک را برای تولید برق روستایی به کار می بردند. در سال ۱۹۳۰ زمانیکه خطوط نیرو شروع به انتقال برق از نواحی روستایی کرد، آسیابهای محلی کمتر و کمتر شدند، اگرچه در حال حاضر نیز می‌توان آنها را دید.
ذخایر نفت در سال ۱۹۷۰ تصویر انرژی را برای کشورهای جهان عوض کرد. این امر محیطی بازتر برای منابع جایگزین انرژی خلق کرد و راه را برای ورود مجدد آسیابهای بادی به چشم انداز آمریکایی در تولید برق هموار کرد.
۱-۴ توزیع سرعت باد
میزان باد دائماً تغییر می‌کند، میزان متوسط مشخص شده برای یک منطقه خاص صرفاً نمی‌تواند میزان تولید توریبن بادی نصب شده در آن منطقه را مشخص کند. برای مشخص کردن فراوانی سرعت باد در یک منطقه معمولاً از یک ضریب توزیع در اطلاعات جمع آوری شده مربوط به منطقه استفاده می‌کنند. مناطق مختلف دارای مشخصه توزیع سرعت متفاوتی هستند. مدل رایلی[۱] به طور دقیقی میزان ضریب توزیع سرعت در بسیاری مناطق را منعکس می‌کند.
از آنجاییکه بیشتر توان تولیدی در سرعت بالای باد تولید می‌شود، بیشتر انرژی تولیدی در بازه‌های زمانی کوتاه تولید می‌شود. بر طبق الگوی لی رنچ نیمی از انرژی تولیدی تنها در ۱۵٪ از زمان کارکرد توربین تولید می‌شود و در نتیجه نیروگاه‌های بادی مانند نیروگاه‌های سوختی دارای تولید انرژی پایداری نیستند. تاسیساتی که از برق بادی استفاده می‌کنند باید از ژنراتورهای پشتیبانی برای مدتی که تولید انرژی در توربین بادی پایین است استفاده کنند.
۱-۵ منابع بادی
