Perdeleme yöntemi ile Savonius rüzgar çarkının performansının incelenmesi
Performance investigation of Savonius wind rotor with curtaining method
Yazar: BURÇİN DEDA ALTAN
Danışman: PROF. DR. MEHMET ATILGAN
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Dünya nüfusu ve gelişen sanayi ile enerji talebi gün geçtikce artmaktadır. Bu sebeptenyeni ve yenilenebilir enerji kaynakları önem kazanmaktadır. Bu yenilenebilir enerjikaynaklarından birisi de rüzgar enerjisidir. Bunun uygulaması olan, Savonius rüzgarçarklarının aerodinamik performansları düşüktür. Fakat diğer geleneksel rüzgar çarkları ilekarşılaştırıldığında bazı üstünlükleri olmasına rağmen, yakın zamana kadar çok fazla ilgigörmemiştir. Bundan dolayı son yıllarda çark performanslarının arttırılması için bazıaraştırmalar yapılmış ve yapılmaya devam edilmektedir.Bu çalışmada; rüzgar hızını, çarkın güç ve verimini arttırmak ve aynı zamanda çarkın dışbükey yüzeyi üzerine tesir eden negatif momenti engellemek için Savonius rüzgar çarkınınönüne bir yapay perde düzeneği yerleştirilmiştir. Öncelikle, çarkın statik durumundaperdesizken bazı deneysel çalışmalar sürdürülerek, daha sonra çarkın hareketli durumundabenzer deneyler yapılmış ve sonra bu durumlarda statik ve dinamik momentler ölçülmüştür.Ölçmelerin dinamik değerleri kullanılarak, her durum için güç ve performas katsayısıhesaplanmıştır. Ayrıca aynı koşullarda çarkın hareketsiz durumunda Fluent 6.0 programı;Sayısal Akışkanlar Dinamiği (CFD) için kullanılmıştır.Sonuç olarak; perde düzenekli çark ile en iyi sonuç elde edildiği ve aynı zamandaperformans katsayısının % 38'lere çıktığı görülmüştür. Kısa perde boyutlarında; düşükperformans elde edilirken uzun perde boyutları ile önemli bir artış sağlanmıştır. Çarkperformansı üzerinde perdenin her iki kanadının konumu da önemlidir. En iyi performansÎ±= 450 ve Î²=150'lik konumlarında elde edilmiştir.

Abstract:
Energy demand is increasing with world population and developing industry with eachpassing day. For this reason, new and renewable energy sources are becoming important.The wind energy is also one of this renewable energy resources. Its application which isSavonius wind rotor has the low aerodynamic performance. But instead of they have someadvantages compared with the other traditional wind rotors, until very close time they didn?tget very much interest. Therefore, in the last years it was carried out some investigations andare still going on for increasing rotor performances.In this study, it was constructed an artifical curtain devices in front of Savonius wind rotorto increase wind velocity, power and efficiency of the rotor and also to hinder the negativemoment which was occured on the convex surface of the rotor. First of all, some experimentalworks were carried out without curtain in the static condition of the rotor thereafter similiarexperiments were carried out in the rotating condition of the rotor; and then static anddynamic moments were measured in this conditions. As being used dynamic values of themeasurements, it was calculated power and performance coefficient for every conditions.Besides Fluent 6.0 program was used for the Computational Fluid Dynamics (CFD) in thestatic case of the rotor in the same conditions.As a result; it was seeing that the best result was obtained with the rotor which has thecurtain device and also the performance coefficient is increased to about % 38. An importantincrease was obtained with the long curtain sizes while the small curtain application gave lowperformance. The positions of the both leafs of the curtain is important on the performanceof the rotor. Best performance was obtained for the positions of Î±= 450 and Î²=150.