A Comparative Aerodynamic Analysis of NACA and NREL Aerofoils for Darrieus Turbines Using CFD

Authors : Yunus Celik

Pages : 111-117

Doi:10.46460/ijiea.1075684

View : 23 | Download : 7

Publication Date : 2022-06-28

Article Type : Research

Abstract :Kanat profili seçimi, özellikle Darrieus rüzgar türbini gibi doğası gereği düşük verimli türbinler için optimum güç çıkışı elde etmede çok önemli bir rol oynar. Bu amaçla NACA ve NREL familyalarına ait farklı kanat profilleri aerodinamik performans açısından karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. NREL kanatları ağırlıklı olarak Yatay Eksenli Rüzgar Türbinleri için kullanılmasına rağmen, bu çalışmada Darrieus tipi Dikey Eksenli Rüzgar Türbini üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu bakış açısıyla, çeşitli kanat profillerinin ve kalınlıklarının farklı çalışma aralıklarında türbin performansı üzerindeki etkisi Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) kullanılarak değerlendirilmiştir. Ayrıca, düşük ve yüksek uç hız oranları dikkate alınarak, anlık kanat tork katsayısı ve seçilen kanatçıklar için basınç katsayısının konturları daha iyi anlaşılması için analiz edilmiştir. Araştırma bulguları, NACA0015 ve NACA0021 gibi geleneksel kanat profillerinin, optimum ve yüksek uç hız oranlarında daha iyi güç çıkışı gösterdiğini, S814 ve S825 gibi NREL kanat profillerinin ise nispeten düşük uç hız oranlarında tork üretimini artırabildiğini gösteriyor. Bu durum, NREL kanat profilini kendi kendine hareket eden bir Darrieus türbini tasarlamak için daha çekici hale getirse de, NREL kanat kanatları, daha yüksek uç hız oranlarında daha yüksek verim kaybı nedeniyle avantajlarını yitirmiştir. Buna ek olarak, NACA0021 ve S814 gibi daha kalın kanatlar, emiş ve basınç tarafları arasında elde edilen yüksek basınç farkı sonucunda muadil profillerine kıyasla düşük uç hız oranında daha fazla güç çıkışı sağlar.
Keywords : Darrieus Turbini, NACA kanatları, NREL kanatları, Hesaplamalı akışkanlar dinamiği