طراحي و شبيه سازي عددي توربين آبي جريان متقاطع

كارشناسي ارشد

در مطالعه حاضر توربين جريان متقاطع نصب شده در نيروگاه دره تخت ازنا مورد بررسي قرار گرفته است. اين نيروگاه با دبي 840 ليتر بر ثانيه و 50 متر ارتفاع، در سرعت دوراني 600 دور بر دقيقه، تنها 198 كيلووات برق توليد مي¬كند. در اين پايان¬نامه با بررسي عددي رفتار ديناميكي سيال، مشكلات طراحي توربين مورد نظر، شناسايي و در نهايت راه¬حل¬هايي براي افزايش بازده و بهبود عملكرد آن ارائه گشته است. براي ملاحظه دلايل افت عملكرد، جريان عبوري از توربين با استفاده از نرم افزار تجاري Ansys/CFX شبيه¬سازي گرديد. هندسه مدل شده، شامل چرخ، نازل همراه با تيغه راهنما، محفظه و شفت مي¬باشد. برخي از نقاط شبيه سازي شده با استفاده از داده¬هاي توربين واقعي اعتبار سنجي شدند. براي مدل كردن چرخش بين صفحات چرخ، محفظه و نازل از مدل چرخ يخ زده استفاده شده است. جريان به صورت سه بعدي وگذرا حل شده و مدل توربولانسي k-ε به كار رفته است. براي مدل كردن جريان دو فاز آب- هوا از مدل همگن سطح آزاد استاندارد استفاده شده است. براي بررسي اثر پارمترهاي هندسي بر عملكرد توربين از شش مورد مختلف استفاده شد. در بخش نتايج منحني¬هاي عملكرد توربين بدست آمده و پارامترهاي تاثير گذار بر عملكرد توربين مانند زاويه حمله، زواياي نسبي ورود و خروج پره، تعداد پره¬ها و همچنين اثر استفاده از شير هوا مورد بررسي قرار گرفتند. از مهمترين عوامل افت توان خروجي، شكل نامناسب نازل، زاويه نسبي ورودي پره و تعداد پره نامناسب و عدم استفاده از شير مكش هوا، تشخيص داده شدند. در نهايت با اصلاح توربين، بازده آن از 52 درصد (بازده محاسباتي) در مورد 1 به 66 درصد در مورد 6 افزايش يافت. به عبارت ديگر بازده توربين جريان متقاطع نيروگاه ازنا 14 درصد افزايش داده شد. واژه‌هاي كليدي: توربين جريان متقاطع، توربين آبي ميشل بانكي، شبيه سازي عددي، نيروگاه آبي كوچك، نيروگاه آبي ازنا.

183261

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر درخشان

مكانيك - تبديل انرژي

دكتر فرداد