Mô phỏng số đặc tính đóng băng trên tiết diện cánh turbine gió S809 = Numerical simulation of ice accretion characteristics on the S809 wind turbine airfoil

Abstract

Đóng băng trên cánh turbine gió làm thay đổi hình dạng khí động và giảm hiệu suất vận hành. Vấn đề này đáng lo ngại ở các khu vực có khí hậu lạnh, bao gồm vùng núi cao và cao nguyên tại Việt Nam. Bài báo này mô phỏng quá trình tích lũy băng rime trên tiết diện cánh turbine gió NREL Phase VI sử dụng airfoil S809, tại vị trí r/R = 0.47. Phần mềm FENSAP-ICE với mô hình rối k-ω SST được sử dụng để giải trường dòng chảy, phân bố giọt nước và tích lũy băng theo phương pháp nhiều bước thời gian. Điều kiện môi trường gồm nồng độ hạt nước trong không khí LWC =0.5 g/m³, đường kính trung bình hạt nước MVD = 30 µm, nhiệt độ tĩnh t∞ = -10°C, tốc độ gió V∞ =7 m/s, tốc độ quay 72 rpm. Kết quả cho thấy hệ số hiệu suất thu nước β đạt giá trị cực đại 0.6447 tại vị trí gần mép trước cánh, thuộc bề mặt dưới của cánh. Băng rime tích lũy chủ yếu trên bề mặt dưới phía mép trước trong khoảng từ điểm đầu cánh x = 0 đến vị trí x = 0.004, với độ dày cực đại đạt 5.06 mm sau 720 giây.