การออกแบบโครงสร้างใบพัดของกังหันลมแนวดิ่งโดยการใช้โปรแกรมช่วยทางด้านวิศวกรรม

Engineering design of vertical wind turbine using computer aided engineering

Name: วีรชัย ชัยวรพฤกษ์

Organization : มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. คณะวิศวกรรมศาสตร์

Name: ณัฐพล จันทร์พาณิชย์

Organization : มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. คณะวิศวกรรมศาสตร์

Name: ชวลิต กิตติชัยการ

Organization : มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. คณะวิศวกรรมศาสตร์

Email : fengclk@ku.ac.th

keyword: ใบพัดกังหันลม

ThaSH: กังหันลม -- อากาศพลศาสตร์

; กังหันลมแนวดิ่ง

ThaSH: พลศาสตร์ของไหลเชิงการคำนวณ

ThaSH: ไฟไนต์เอลิเมนต์

ThaSH: การออกแบบวิศวกรรม

Abstract: งานวิจัยนี้นำเสนอการออกแบบใบพัดของกังหันลมแนวดิ่งชนิด 3 ใบที่ถูกสร้างโดยใช้วัสดุผสมที่มีน้ำหนักเบา อย่างไรก็ตามโครงสร้างของใบพัดจำเป็นต้องมีความแข็งแรงพอที่จะรับแรงลมในระดับพายุได้ฝันที่มีความเร็วถึง 118 km//hr ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงได้มุ่งเน้นถึงการออกแบบใบโดยการนำโปรแกรมทางด้านพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณและ โปรแกรมทางด้านชิ้นประกอบจำกัดมาวิเคราะห์หาค่าความดันสูงสุดที่เกิดขึ้นบนผิวรวมไปถึงความแข็งแรงของใบพัด เพื่อ ประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายในการออกแบบก่อนการสร้างขึ้นจริง การวิเคราะห์ใบพัดได้ถูกแบ่งออกเป็น 3 รูปแบบ คือ รูปแบบที่ 1 วิเคราะห์เมื่อใบพัดกำลังหมุน, รูปแบบที่ 2 วิเคราะห์เมื่อใบพัดหยุดนิ่งและมีลมไหลปะทะที่ทางด้านหลังของ ใบพัด และรูปแบบที่ 3 วิเคราะห์เมื่อใบพัดหยุดนิ่งและมีลมไหลปะทะที่ทางด้านหน้าของใบพัด จากผลการวิเคราะห์พบว่า เมื่อมีลมที่มีความเร็ว 118 km/hr ความดันสูงสุดเกิดขึ้นที่รูปแบบที่ 2 และ 3 มีค่าประมาณ 815 Pa บนผิวของใบพัดทีลม ปะทะ และมีค่าประมาณ -400 Pa (ความดันเกจ) ที่ผิวตรงข้าม และเมื่อทำการจำลองการรับแรงดัน พบว่าค่าความเค้น สูงสุดเกิดขึ้นที่บริเวณจุดยึดของใบพัด มีค่า 11.93 MPa ซึ่งมีค่าน้อยกว่าค่าความแข็งแรงของวัสดุผสมต่ำสุดที่มีค่า 40 MPa ดังนั้นใบพัดที่ถูกออกแบบนี้จึงสามารถรองรับแรงปะทะที่เกิดจากลมที่มีความเร็ว 118 km/hr ได้โดยไม่เกิดความเสียหาย

Abstract: This paper presents a design of a 3 blade-type vertical wind turbine that used to generate the electricity by the wind from any direction. Hower, the structure of all 3-blades must be able to withstand the load from high speed storn of 118 km/hr. The blades are made from light composite material. Computer Aided Engineering (CAE), both a commercial Computational Fluid Dynamics (CFD) - Fluent and a commercial Finite Element software packages - ABAQUS were used to obtain the economical structural design of these blades. The analysis was divided into 3 cases, case : when the turbine is rotating, case 2 : when the wind flow impacts on the back of blade, and case 3 when the wind flow impacts on the front of the blade. From the results, it was found that wind speed of 118 km/hr causes the maximum upstrearn pressure of 815 Pa and downstream pressure of-400 Pa (Guage Pressure) on the blade surface of case 2 and 3. When these loads are applied, the maximum stress of 11.93 MPa occurs near the mounting plates. This value is lower than the minimum strength of this type of composite material which is at 40 MPa. Therefore the blades can withstand the pressure caused by the wind at the speed up to 118 km/hr without critical failure.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: library@kmutnb.ac.th

Created: 2555

Modified: 2569-01-07

Issued: 2569-01-07

บทความ/Article

application/pdf

BibliograpyCitation : ใน มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี คณะวิศวกรรมศาสตร์. การประชุมวิชาการเครือข่ายวิศวกรรมเครื่องกลแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 26 (ME-NETT 2012) (CST2029). กรุงเทพฯ : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ME-NETT 2012CST2029.pdf	447.04 KB

ใช้เวลา

0.019257 วินาที