Application use of the HP MultiJet Fusion technology in the rapid prototyping of wind turbines with a vertical axis of rotation

• Autorzy: Moczulak Bartosz , Miąskowski Wojciech , Kiński Wojciech , Cader Maciej

Identyfikatory

DOI

10.2478/agriceng-2022-0020

Warianty tytułu

PL

Aplikacyjne wykorzystanie technologii HP MultiJet Fusion w szybkim prototypowaniu silników wiatrowych o pionowej osi obrotu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents steps to be taken when designing a wind turbine with a vertical axis of rotation, based on the modification of the Savonius engine structure. The HP MultiJet Fusion additive manufacturing technology was used and discussed to generate experimental models. The results of numerical and experimental studies of the analyzed geometry of wind turbines, carried out at the Rapid Prototyping Laboratory and the Laboratory of Energy Machines, at the Department of Mechanics and Fundamentals of Machine Design, University of Warmia and Mazury in Olsztyn are presented.

PL

W artykule przedstawiono etapy postępowania podczas projektowania silnika wiatrowego o pionowej osi obrotu, bazującego na modyfikacji konstrukcji silnika Savoniusa. Omówiono i zastosowano technologię przyrostowego wytwarzania HP MultiJet Fusion użytej do wytworzenia modeli doświadczalnych. Zaprezentowano wyniki badań numerycznych i doświadczalnych analizowanych geometrii silników wiatrowych, przeprowadzanych w Laboratorium Szybkiego Prototypowania oraz Laboratorium Maszyn Energetycznych, w Katedrze Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie.

Słowa kluczowe

EN

wind turbine; Savonius; numerical fluid mechanics; 3D printing; Multi Jet Fusion

PL

silnik wiatrowy; Savonius; numeryczna mechanika płynów; druk 3D; Multi Jet Fusion

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Agricultural Engineering
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 26, No. 1
• Strony: 253--263
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Moczulak Bartosz

• Faculty of Technical Sciences, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4110-0273

autor

Miąskowski Wojciech

• Faculty of Technical Sciences, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6080-7357

autor

Kiński Wojciech

• Łukasiewicz Research Network - Industrial Research Institute for Automation and Measurements PIAP, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-4973-7604

autor

Cader Maciej

• Łukasiewicz Research Network - Industrial Research Institute for Automation and Measurements PIAP, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-0256-7214

Bibliografia

• Akdağ, S.A. & Güler, Ö. (2018). Alternative Moment Method for Wind Energy Potential and Turbine Energy Output Estimation. Renewable Energy, 120, 69-77.
• Al-Ghriybah, M., Çamur, H., Zulkafli, M. F., Khan, M. A., Kassem, Y., & Esenel, E. (2018). Study of Multiple Half Blades Effect on the Performance of Savonius Rotor: Experimental Study and Artificial Neural Network (ANN) Model. Indian Journal of Science and Technology, 11(38), 1-12.
• Cader, M., Kiński, W. (2020). Effect of Changing the Parameters of the Multi Jet Fusion (MJF) Process on the Spatial Objects Produced. Problemy mechatroniki: uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa, 11, 61-72.
• http://www.hp3d.pl, Retrieved November 21, 2022, from https://www.hp3d.pl/pl/
• http://www.tth.com, Retrieved November 21, 2022, from https://www.tth.com/
• Kiński, W., Pietkiewicz, P. (2017). Główne parametry eksploatacyjne wpływające na jakość wydruków w technologii FDM. Przegląd Mechaniczny, 6, 54-56.
• Kosiewska, K., Miąskowski, W., Moczulak, B. (2021). Wpływ rozstawu łopat na właściwości turbiny Savoniusa. Aspekty komputerowego wspomagania projektowania, wytwarzania i eksploatacji. Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa.
• Mahmoud, N.H., El-Haroun, A.A., Wahba, E. & Nasef, M.H. (2012). An Experimental Study on Improvement of Savonius Rotor Performance. Alexandria Engineering Journal, 51(1), 19-25.
• Marinić-Kragić, I., Vučina, D. & Milas, Z. (2019). Concept of Flexible Vertical-Axis Wind Turbine With Numerical Simulation and Shape Optimization. Energy, 167, 841-852.
• Miąskowski, W., Nalepa, K., Pietkiewicz, P., Piechocki, J. (2017). Small-scale wind power energy systems for use in agriculture and similar applications. In Geothermal, Wind and Solar Energy Applications in Agriculture and Aquaculture (pp. 259-288). CRC Press.
• Miąskowski, W., Moczulak, B., Nalepa, K., Pietkiewicz, P. (2016). Selection stators for using turbine savonius numerical analysis. Mechanik, 7, 760-761.
• Moczulak, B., Miąskowski, W., Nalepa, K., Pietkiewicz P. (2014). Analysis of airflow around the wind turbine model with a vertical axis. Mechanik, 7, 397-404.
• Moczulak, B., Miąskowski, W., Nalepa, K., Pietkiewicz, P. (2017). Optymalizacja kształtu łopat turbiny wiatrowej z wykorzystaniem programów CAD/CAM/CAE i druku 3D. Przegląd Mechaniczny, 6, 57-59.
• Rea, J.E., Oshman, C.J., Olsen, M.L., Hardin, C.L., Glatzmaier, G.C., Siegel, N.P., Parilla, P.A., Ginley, D.D. & Toberer, E.S. (2018). Performance Modeling and Techno-Economic Analysis of a Modular Concentrated Solar Power Tower With Latent Heat Storage. Applied Energy, 217, 143-152.
• Roy, S., & Saha, U.K. (2013). Review of experimental investigations into the design, performance and optimization of the Savonius rotor. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, 227(4), 528-542.
• Roy, S., & Saha, U.K. (2013). Review on the numerical investigations into the design and development of Savonius wind rotors. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 24, 73-83.
• Worasinchai, S., & Suwannakij, K. (2018). Performance characteristics of the Savonius turbine. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 297, No. 1, p. 012056). IOP Publishing.
• Zhang, B., Song, B., Mao, Z., Tian, W., Li, B. & Li, B., (2017). A novel parametric modeling method and optimal design for Savonius wind turbines, Energies, 10(3), 301.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).