Πειραματική μοντελοποίηση ομόρρους ανεμογεννητριών με χρήση διάτρητων δίσκων.

Μουρατάι, Σκεντέρ; Mouratai, Skenter

dc.contributor.author	Μουρατάι, Σκεντέρ	el
dc.contributor.author	Mouratai, Skenter	en
dc.date.accessioned	2024-03-05T09:40:41Z
dc.date.available	2024-03-05T09:40:41Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58970
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26666
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Πειραματική μελέτη	el
dc.subject	Ομόρρους	el
dc.subject	Διάτρητοι δίσκοι	el
dc.subject	Αεροσήραγγα	el
dc.subject	Θερμό νήμα	el
dc.subject	Experimental study	en
dc.subject	Wake	en
dc.subject	Perforated discs	en
dc.subject	Wind tunnel	en
dc.subject	Hot wire	en
dc.title	Πειραματική μοντελοποίηση ομόρρους ανεμογεννητριών με χρήση διάτρητων δίσκων.	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Αιολική ενέργεια	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-24
heal.abstract	Η μειωμένη ταχύτητα και η αυξημένη ένταση της τύρβης σε σχέση με την θεωρητικά αδιατάρακτη ροή είναι χαρακτηριστικά της ροής που λειτουργεί μια ανεμογεννήτρια όταν βρίσκεται στον ομόρρου μιας άλλης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μειωμένη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και την αυξημένη μηχανική καταπόνηση της κατασκευής. Στο παρελθόν έχουν διεξαχθεί αρκετές μελέτες για την κατανόηση αυτού του φαινομένου, τόσο αριθμητικές όσο και πειραματικές. Στην παρούσα εργασία εξετάζονται πειραματικά τα χαρακτηριστικά της ροής κατάντη δυο διάτρητων δίσκων όταν αυτοί βρίσκονται σε δυο διαφορετικές συνθήκες ροής εισόδου, μαζί με τα χαρακτηριστικά του ομόρρου ενός μοντέλου στραμμένου κατά τον κατακόρυφο άξονα. Παρόμοιοι δίσκοι χρησιμοποιούνται συχνά ως φυσικά μοντέλα για την προσομοίωση δίσκων ορμής ανεμογεννητριών. Ο ένας δίσκος αποτελείται από ένα ομοιόμορφο πλέγμα που εκτείνεται σε όλη του τη διατομή ενώ ο άλλος έχει μη ομοιόμορφο σχέδιο που διαμορφώνεται από τοποθετημένες ακτινικά ράβδους που ενώνονται μεταξύ τους με δακτυλίους. Οι μετρήσεις έγιναν με χρήση θερμού νήματος σε αποστάσεις εύρους από τρεις έως οχτώ διαμέτρους κατάντη του δίσκου. Τα αποτελέσματα έδειξαν για τον ομοιόμορφο δίσκο ότι η ένταση της τύρβης κατάντη του δίσκου τροφοδοτείται κυρίως από τις δυνάμεις που αναπτύσσονται μεταξύ των διατμητικών στρωμάτων, που είναι ανάλογες της παραγώγου της ταχύτητας. Οι μεγαλύτερες τιμές τις παραγώγου της ταχύτητας παρατηρούνται στα άκρα του ομόρρου, αυτό είναι εντονότερο για τη περίπτωση της στρωτής ροής. Η κατανομή της έντασης τύρβης παρουσιάζει δυο μέγιστα στα σημεία εκεί που η παράγωγος της ταχύτητας είναι μέγιστη επιβεβαιώνοντας τα προηγούμενα. Η κατανομή της ταχύτητας έχει σταθερή τιμή στο ενδιάμεσο τμήμα του ομόρρου λόγω της ομοιομορφίας του δίσκου. Από την άλλη για τον μη ομοιόμορφο δίσκο η ένταση της τύρβης κατάντη τροφοδοτείται κυρίως από τη ροή του ρευστού εντός των οπών της διατομής του και λόγω της ακτινικής ανομοιομορφίας επιτυγχάνονται σταθερά επίπεδα τύρβης στο ενδιάμεσο τμήμα του ομόρρου, η κατανομή της ταχύτητας και στη στρωτή και στη τυρβώδη ροή ακολουθεί κωδωνοειδή κατανομή, ο ρυθμός μείωσης της ταχύτητας είναι λιγότερο έντονος, και ο ομόρρους εξελίσσεται πιο γρήγορα με τη χρήση αυτού του δίσκου. Στην περίπτωση του στραμμένου μοντέλου ο ομόρρους εμφανίζει ασυμμετρία που συμφωνεί με την κατεύθυνση της στροφής. Τα αποτελέσματα διασταυρώθηκαν με παρόμοια που υπήρχαν στη βιβλιογραφία και φαίνεται να συμφωνούν.	el
heal.abstract	The decrease in wind velocity and the higher turbulence intensity, when contrasted with the theoretically undisturbed flow, characterize the operating conditions of a wind turbine located in the wake of another turbine. These conditions lead to a reduction in electricity production and an increase in mechanical stress on the structure. Extensive research, both numerical and experimental, has been conducted in the past to gain insight into this phenomenon. In this study, the flow characteristics within the wake of two perforated disks under various inlet flow conditions are experimentally examined, as well as the characteristics of the wake of a yawed model. Similar disks are frequently used as physical models for simulating the actuator disks of wind turbines. One disk is composed of a uniform mesh that extends across its entire cross-section, while the other showcases a non-uniform design formed by radially arranged rods connected by rings. Measurements were conducted using hot-wire anemometry at distances ranging from three to eight disk diameters downstream. The results indicate that, for the uniform disk, turbulence intensity within the wake is primarily driven by forces generated between the shear layers, which are proportional to the velocity gradient. The highest velocity gradient values are observed at the edges of the wake, especially in the case of a laminar inflow. The turbulence intensity distribution exhibits two maxima at points where the velocity gradient is highest, confirming the previous findings. The velocity distribution remains relatively constant in the central part of the wake due to the disk's uniformity. On the other hand, for the non-uniform disk, turbulence intensity within the wake is primarily driven by the fluid flow through the holes in its cross-section, and due to the radial non-uniformity, stable turbulence levels are achieved in the central part of the wake, both in the turbulent and flat inflow. The velocity distribution follows a Gaussian profile, and the rate of velocity reduction is less pronounced. The wake develops more rapidly when using this disk. In the case of the yawed model, the wake appears to exhibit asymmetry in relation to its rotation. Τhe outcomes were cross-referenced with the available literature and seem to align.	en
heal.advisorName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Βουτσινάς, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Μπούρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	63 σ
heal.fullTextAvailability	false