thiết kế và tính toán mô phỏng động cơ gió bơm nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ GIÓ BƠM NƯỚC S K C 0 9 MÃ SỐ: SV2010 - 58 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM **************** ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP SINH VIÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ GIÓ BƠM NƯỚC MÃ SỐ: SV2010 – 58 THUỘC NHÓM NGÀNH : KHOA HỌC KỸ THUẬT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : T.S PHAN ĐỨC HUYNH NGƯỜI CHỦ TRÌ : LĂNG VĂN VŨ NGƯỜI THAM GIA : LÊ ĐẶNG KHƯƠNG DUY ĐƠN VỊ : KHOA XD & CHƯD Tháng 1/2011 THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN TP.HCM, ngày tháng năm Giáo viên hƣớng dẫn SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TP.HCM, ngày tháng năm Giáo viên phản biện SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TP.HCM, ngày tháng năm Giáo viên phản biện SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG NGHIỆM THU TP.HCM, ngày tháng năm Chủ tịch hội đồng SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH LỜI NÓI ĐẦU Nguồn lƣợng vấn đề toàn cầu Cùng với phát triển ngành công nghiệp, lƣợng hóa thạch ngày cạn kiệt Nhu cầu tìm loại lƣợng mới, sạch, tái tạo đƣợc, … thay nguồn lƣợng hóa thạch truyền thống toán đặt từ lâu quốc gia phát triển nhƣ Anh, Mỹ, Pháp, … Cùng với việc mở cửa hội nhập kinh tế, Việt Nam gặp phải khó khăn trở ngại chung thiếu hụt lƣợng, nguồn lƣợng truyền thống dần không đủ đáp ứng Mặt khác, Việt Nam có lợi 3000km bờ biển nên nguồn lƣợng gió dồi Với ƣu vị trí địa lý này,Việt Nam hoàn toàn sử dụng nguồn lƣợng gió Và năm gần đây, khai thác lƣợng gió đƣợc nhà nƣớc quan tâm Với đề tài “Thiết kế tính toán mô động gió bơm nƣớc” , Chúng em thiết kế loại turbine cho tiết kiệm phần lƣợng thiếu hụt nay, đặc biệt lƣợng điện Đây đề tài hay, có liên quan thực tế Tuy nhiên đề tài trình làm đồ án chúng em không tránh khỏi sai sót hạn chế kiến thức Chúng em mong nhận đƣợc góp ý đánh giá thầy cô giáo môn SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH LỜI TRI ÂN Trong suốt thời gian học tập trƣờng trình thực đề tài, chúng em nhận đƣợc nhiều hƣớng dẫn, giúp đỡ tận tình quý thầy cô khoa Xây Dựng Cơ Học Ứng dụng, bạn bè đặc biệt động viên khuyên bảo từ phía gia đình Nhóm xin chân thành cảm ơn đến: Thầy Phan Đức Huynh: Ngƣời trực tiếp cung cấp tài liệu, hƣớng dẫn chuyên môn, tiếp cận giúp đỡ tận tình suốt trình thực đề tài Thầy tạo điều kiện thuận lợi để chúng em khai thác hết khả để hoàn thành tốt đề tài Nhóm thành thật bày tỏ lòng biết ơn đến thầy Cảm ơn đến tất quý thầy cô khoa hƣớng dẫn tạo điều kiện cho chúng em có hội thƣc đề tài Cảm ơn đến toàn thể bạn sinh viên ngành Cơ Tin – Kỹ Thuật khoá 2006 động viên góp ý để đề tài hoàn thiện hấp dẫn Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH MỤC LỤC TÓM TẮT ĐỀ TÀI 10 Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 11 I Lý chọn đề tài 11 II Giới hạn đề tài 12 Phần 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 12 I Mục tiêu đề tài 12 II Mục đích đề tài 12 III Kế hoạch nghiên cứu đề tài 13 IV NỘI DUNG 13 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ NĂNG LƢỢNG GIÓ 13 1.1 Vai trò lƣợng gió 13 1.2 Sự phân bố gió việt Nam 19 1.2.1 Quy luật đặc điểm chung phân bố tốc độ gió lãnh thổ Việt Nam 19 1.2.2 Phân bố tốc độ gió mặt đất lãnh thổ 19 1.2.3 Phân bố tốc độ gió lãnh thổ độ cao 20 1.2.4 Phân bố lượng gió lãnh thổ Việt Nam 22 1.3 Bản đồ phân bố gió 26 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TURBINE GIÓ 29 2.1 Giới thiê ̣u Turbine gió 29 2.1.1 Turbine gió trục ngang (HAWT) 29 2.1.2 Turbine gió trục đứng (VAWTs) 30 2.2 Ƣu nhƣợc điểm turbine gió trục ngang trục dọc 30 2.2.1 Ưu điểm turbine gió trục ngang 30 SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH 2.2.2 Nhược điểm turbine gió trục ngang 30 2.2.3 Ưu điểm turbine gió trục dọc 31 2.2.4 Nhược điểm turbine gió trục dọc 31 2.3 Hệ thống khí turbine gió 31 2.3.1 Khái niệm lượng gió 31 2.3.2 Cấu tạo turbine gió 32 2.4 Khí động học Turbin gió trục ngang 34 2.4.1 Khái niệm hoạt động thực rotor 34 2.4.2 Thuyết động lƣợng hệ số công suất rotor 34 2.4.3 Số Betz giới hạn 36 2.4.4 Lý thuyết phân tố cánh 36 2.4.5 Thuyết động lƣợng phân tố cánh (BEM) 38 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ TURBINE GIÓ TRỤC NGANG 40 3.1 Tính bán kính cánh quạt rotor 40 3.2 Hình học biên dạng cánh (aerofoil geometry) 41 3.3 NACA series 42 3.4 Vẽ biên dạng cánh NACA digits 44 3.5 Chiều dài dây cung cánh 45 3.6 Góc đặt cánh 50 3.7.Mô hiǹ h turbine 53 3.8 Lực nâng công suất 56 CHƢƠNG 4: TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG TURBINE GIÓ TRÊN PHẦN MỀM ANSYS 58 4.1 Giới thiệu phần mềm ANSYS 58 4.2 Phân tích dòng chảy gió qua cánh quạt 58 4.3 Giới thiệu ANSYS Workbench 70 SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH - Để xác định độ nhạy đáp ứng xác giới hạn tuổi bền cho phép ta định lại giá trị tải trọng biến thiên tối đa 700% (gấp lần giá trị ban đầu) (phải resolve lại kết quả) SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ 85 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH Và với giá trị trị tải trọng biến thiên tối đa 1000% (gấp 10 lần giá trị ban đầu) * Kết luận: Trong giới hạn tuổi bền cho phép chi tiết (3,37e5 chu kỳ, chu kỳ tƣơng ứng với phút): + Áp lực gió định mức từ 5-50 Pa: Đƣờng cong mỏi xuất hiện, tuổi bền chi tiết giảm từ 3,37e5 chu kỳ xuống 1,69e5 chu kỳ giai đoạn áp lực tải tăng từ 44-50 Pa + Áp lực gió định mức từ 5-70 Pa: Đƣờng cong mỏi xuất hiện, tuổi bền chi tiết giảm đột ngột từ 3,37e5 chu kỳ xuống 6,88e3 chu kỳ giai đoạn áp lực tải tăng từ 42-70 Pa SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ 86 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH + Áp lực gió định mức từ 5-100 Pa: Đƣờng cong mỏi xuất hiện, tuổi bền chi tiết giảm đột ngột từ 3,37e5 chu kỳ xuống 5e4 chu kỳ giai đoạn áp lực tải tăng từ 43-62 Pa Đây giai đoạn nguy hiểm nhất, tuổi bền chi tiết giảm đột ngột nhƣ dễ phát sinh ứng suất nguy hiểm, hình thành vết nứt phá hủy chi tiết Giai đoạn áp lực tải tăng từ 62,5-100 Pa, tuổi bền chi tiết giảm nhƣng ổn định lại ( từ 5e4 xuống 534 chu kỳ ) 4.5.3 Phân tích biến dạng bền (Strain_life) cánh quạt tác động lực gió Mục tiêu: Trong phần mục đích ta hiển thị đƣợc đƣờng cong mỏi chi tiết bị biến dạng dƣới tác dụng tải trọng 10 Pa (tƣơng ứng với sức gió 4m/s) Để thực hiện, ta lần lƣợt gia tăng tải trọng đặt vào theo số tỉ lệ định nhằm kiểm tra khả chịu tải chi tiết, từ xây dựng đƣợc đƣờng cong mỏi ứng với tải trọng đặt vào Thực hiện: Phần phân tích mang tính kế thừa phần trƣớc (phần Stress_life), biên dạng hình học, tạo khối, chia lƣới đặt tải trọng phân bố đƣợc thực Chọn Equivalent Stress (thể ứng suất tƣơng đƣơng) phần phân tích trƣớc, ta thấy ứng suất tập trung nhiều phần trục cánh (nhƣ hình bên), ta tập trung phân tích biến dạng bền chi tiết vị trí - Đầu tiên ta vào dao diện ANSYS WORKBENCH, cửa sổ Static Structural (ANSYS) tạo phần trƣớc, chọn mục Engineering Data, ta vào dao diện - Trong Properties of Outline Row 3: Structeral Steel, chọn mục Strain-Life Parameters  Display Curve Type SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ 87 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH Dữ liệu Strain-Life xuất với biên dạng biểu đồ đƣờng cong  Strength Coefficient: 920 MPa  Strength Exponent: –0.106  Ductility Coefficient: 0.213  Ductility Exponent: –0.47 Dữ liệu để vẽ đƣờng cong Stress-Strain:  Cyclic Strength Coefficient: 1000 MPa  Cyclic Strain Hardening Exponent: 0.2 Lưu ý: Trong thực tế, có tới thông số có thông số độc lập: + n’ = b/c +H ,   , f / ( ,f b/ c ) Tuy nhiên thực hành thông thường, ta suy thông số từ liệu kiểm nghiệm với giá trị mang tính gần + -0.106/-0.47 = 0,2255 ≈ 0,2 + 920 / (0,213 ^ -0.106/-0.47) = 1303 ≈ 1000 SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ 88 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH a Tiến hành phân tích với tải trọng gấp 10 lần giá trị ban đầu Từ thƣ mục nằm bên trái hình, ta tạo công cụ Fatigue Tool thứ ( ta tạo Fatigue Tool phần phân tích trƣớc) - Chọn nhánh Solution, nhấn chuột phải  Insert  Fatigue  Fatigue Tool - Trong cửa sổ phụ bên trái hình Fatigue Tool 3, ta thực bƣớc sau: + Chọn Zero-Based mục Type + Nhập giá trị 10 vào ô Scale Factor Các kết đa phân tích tĩnh xác định theo hệ số xác định Trong phân tích giá trị tuyến tính ban đầu với tải trọng đặt vào 10Pa, trình tính toán bền mỏi đặt vào tải trọng với giá trị gấp 10 lần giá trị ban đầu ( tương ứng với 100 Pa) Và với đặc trưng này, ta tái phân tích nhiều lần mà cần thay đổi hệ số tỉ lệ thực phân tích tĩnh với giá trị tải trọng khác + Chọn Strain-Life mục Analysis Type + Chọn None mục Mean Stress Theory + Chọn Signed von Mises mục Stress Component + Vẫn giữ giá trị 1e9 ô Infinite Life - Để thể kết phân tích bền mỏi, từ công cụ nằm phía trên, ta chọn Contour Results, sau chọn mục sau đây: + Life + Damage + Safety Factor + Biaxiality Indication Ta tạo đƣợc mục Fatigue Tool + Chọn Damage, nhập giá trị 1e5 vào ô Design Life + Chọn Safety Factor, nhập giá trị 1e5 vào ô Design Life - Để thể biểu đồ phân tích mỏi, từ công cụ nằm phía trên, ta chọn Graph Results, sau chọn mục sau đây: SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ 89 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH + Fatigue Sensitivity + Hysteresis + Hysteresis + Hysteresis + Hysteresis Ta chọn Hysteresis lần, thƣ mục lúc xuất Hysteresis, Hysteresis 2, Hysteresis 3, Hysteresis - Chọn Hysteresis 2, cửa sổ phụ Hysteresis ta nhập giá trị 100 vào ô Points per Segment, đồng thời thay đổi Geometry từ All Body sang Face cách chọn vào phần trục cánh (vì vị trí ứng suất tập trung lớn nhất, nên ta tập trung phân tích đó) - Tƣơng tự Hysteresis Hysteresis ta làm nhƣ trục cánh lại Chọn vào vị trí đánh dấu - Nhấn vào Solve để xử lý kết tính toán * Thể kết sau tính toán - Chọn nhánh Safety Factor để thể hệ số an toàn giới hạn tuổi bền thiết kế chi tiết SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ 90 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH Ta thấy xuất vùng màu xanh, vùng có hệ số an toàn cao nhất, chƣa xuất vùng ứng suất nguy hiểm - Chọn nhánh Life để thể tuổi bền chi tiết Với giá trị tải trọng đặt vào nhƣ chƣa thể ảnh hƣởng đến tuổi bền chi tiết - Chọn nhánh Damage để thể vị trí hƣ tổn chi tiết Ta thấy xuất vùng màu xanh, nghĩa chi tiết chƣa xuất vị trí bị phá hủy với tải trọng ta đặt vào SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ 91 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH - Chọn nhánh Hysteresis để thể đƣờng cong chu kỳ trễ, Hysteresis đặc trƣng cho biến dạng mỏi (Hysteresis 2, Hysteresis Hysteresis có biên dạng tƣơng tự) Đồ thị đƣờng thẳng, nghĩa với tải trọng đầu vào nhƣ chƣa gây đƣợc trạng thái biến dạng mỏi chi tiết Ta thấy với tải trọng đặt vào gấp 10 lần giá trị tải trọng ban đầu mà không gây đƣợc thay đổi biên dạng chi tiết, chƣa thấy đƣợc đƣờng cong biến dạng mỏi, nên ta thay hệ số tỉ lệ với giá trị lớn giá trị lúc b Tiến hành phân tích với tải trọng gấp 100 lần giá trị ban đầu Ta cần thay đổi giá trị 10 phần Scale Factor Fatigue Tool thành giá trị 100, trình tính toán bền mỏi đặt vào tải trọng với giá trị gấp 100 lần giá trị ban đầu ( tƣơng ứng với 1000 Pa) - Nhấn vào Solve để xử lý lại kết tính toán SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ 92 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH * Thể kết sau tính toán - Chọn nhánh Safety Factor để thể hệ số an toàn giới hạn tuổi bền thiết kế chi tiết - Ẩn phần nắp để ta thấy rõ kết Ta thấy chi tiết đa số vùng màu xanh biển, vùng có hệ số an toàn cao nhất, nhiên xuất số vùng màu khác, chứng tỏ vùng chịu biến dạng nhiều bắt đầu xuất hiện, cụ thể phần trục cánh chi tiết - Chọn nhánh Life để thể tuổi bền chi tiết SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ 93 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH Vùng màu xanh biển vùng có tuổi thọ cao nhất, vùng màu đỏ vùng có tuổi thọ thấp nhất, nói cách khác vùng có màu đỏ vùng phải chịu biến dạng nhiều nhất, dẫn đến dễ bị phá hủy - Chọn nhánh Damage để thể vị trí hƣ tổn chi tiết Vùng màu xanh biển vùng bị phá hủy thấp nhất, vùng màu đỏ vùng có khả bị phá hủy cao (phần trục cánh) SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ 94 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH - Chọn nhánh Hysteresis để thể đƣờng cong chu kỳ trễ, Hysteresis đặc trƣng cho biến dạng mỏi (Hysteresis 2, Hysteresis Hysteresis có biên dạng tƣơng tự) Các biểu đồ Hysteresis, Hysteresis 2, Hysteresis 3, Hysteresis thể đƣờng cong chu kỳ trễ giống có vùng trục cánh phải chịu biến dạng, vùng khác thay đổi không đáng kể Đƣờng cong chu kỳ trễ Hysteresis thể mối quan hệ ứng suất biến dạng, cho ta biết đƣợc vùng đáp ứng biến dạng tập trung mà bình thƣờng khó thể nhận thấy đƣợc SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ 95 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH V KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC Tính khoa học - Phân tích gió (tốc độ , vị trí… ) vùng Việt Nam để thiết kế cánh đặt lực cho phù hợp - Hoàn tất việc tính toán thiết kế biên dạng cánh quạt theo tiêu chuẩn cánh NACA 0012 (ứng dụng phần mềm profili NACA để thiết kế biên dạng cánh) - Tối ƣu hóa hệ số công suất để nâng cao hiệu suất cánh quạt - Tính đƣợc vận tốc gió qua cánh quạt, ứng suất cánh phải chịu có gió (tính toán chia lƣới thực ANSYS) - Tính toán sơ bền mỏi cánh quạt ANSYS WORKBENCH - Tính toán tƣơng tác rắn-lỏng đảm bảo tính chất học tốt độ bền vật liệu làm cánh turbine Khả triển khai ứng dụng vào thực tế - Dùng turbine gió để phát điện, đáp ứng nhu cầu sử dụng điện ngƣời dân, phù hợp với vùng lãnh thổ có mật độ gió cao lãnh thổ nƣớc ta nhƣ khu vực ven biển miền Trung, vùng duyên hải từ Cà Mau đến Hà Tiên, hay dãy núy cao Hoàng Liên Sơn, Tây Nguyên,… - Dùng turbine gió để bơm nƣớc, đáp ứng nhu cầu sinh hoạt nhƣ hỗ trợ sống ngƣời dân nhƣ bơm nƣớc cho nhà cao tầng, chung cƣ, ruộng tôm, ruộng muối,… Hiệu kinh tế - xã hội - Turbine gió có lợi ích sử dụng nguồn nhiên liệu sạch, vô tận gió, góp phần không gây ô nhiễm môi trƣờng, giữ cho môi trƣờng xanh - Turbine gió đƣợc sử dụng làm máy phát điện, máy bơm nƣớc; điện nƣớc hai yếu tố quan trọng nhu cầu công nghiệp xã hội nói chung, hay nhu cầu sinh hoạt ngƣời dân nói riêng SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ 96 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH Phần 3: KẾT LUẬN I Tổng quan kết thực đề tài Những vấn đề cần nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý thuyết biên dạng cánh, lực tác dụng lên mặt cắt cánh, lực nâng lực cản cánh thay đổi góc tới - Nghiên cứu lƣu chất lý tƣởng - Ứng dụng phần mềm ANSYS để tính toán vận tốc dòng lƣu chất qua cánh quạt - Tính toán lực nâng lực cản dòng lƣu chất vào cánh quạt - Tìm hiểu bền mỏi tính toán tuổi bền thiết kế, lập biểu đồ mỏi ứng suất nhƣ biến dạng mỏi turbine thông qua chƣơng trình mô tính toán Những vấn đề thực - Phân tích gió (tốc độ , vị trí… ) vùng Việt Nam để thiết kế cánh đặt lực cho phù hợp - Hoàn tất việc tính toán thiết kế biên dạng cánh quạt theo tiêu chuẩn cánh NACA 0012 (ứng dụng phần mềm profili NACA để thiết kế biên dạng cánh) - Tối ƣu hóa hệ số công suất để nâng cao hiệu suất cánh quạt - Tính đƣợc vận tốc gió qua cánh quạt, ứng suất cánh phải chịu có gió (tính toán chia lƣới thực ANSYS) - Tính toán sơ bền mỏi cánh quạt ANSYS WORKBENCH + Tính ứng suất bền + Tính biến dạng bền - Mô động học cánh quạt SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ 97 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ TURBINE GIÓ GVHD: TS PHAN ĐỨC HUYNH II Hƣớng phát triển đề tài - Tối ƣu hóa thêm số chi tiết mô nhiều lần nhằm đạt đƣợc hiệu suất tối ƣu - Cần sâu phần tính toán mỏi hình thành phá hủy vết nức cánh quạt - Phát triển thêm mô hình thực tế thí điểm ứng dụng - Đề tài hoàng thành phần thiết kế , mô mà chƣa sâu phần điện, nên cần sâu thêm phần điện turbine - Mở rộng thiết kế turbine gió trục dọc TÀI LIỆU THAM KHẢO - D Alfred Hancq, Fatigue Analysis in the Ansys Workbench Environment, Ansys Inc., May 2003 - Raymond L Browell P E, Predicting Fatigue Life with ANSYS Workbench, May 2006 - Klaus-Dieter Schoenborn, Fatigue Analysis of a Welded Assembly Using ANSYS Workbench Environment - Martin O L Hansen, Aerodynamics of Wind Turbines, Second Edition, London Sterling, VA2008 - Tony burton, David sharpe, Nick Jenkins, Ervin Bossanyi, Wind Enegry Handbook, 2001England - Nhà xuất xây dựng, Chỉ dẫn tính toán thành phần động tải trọng gió theo TCVN 2737 : 1995, Hà Nội-2007 * Và số trang web: http://www.profili2.com/eng/default.htm http://www.solcomhouse.com/windpower.htm http://www.cactus2000.de/uk/unit/masswsp.shtml SVTH: LÊ ĐẶNG KHƢƠNG DUY LĂNG VĂN VŨ 98 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC