بررسی اثر پارامترهای هیدرولیکی توربین برآیی درون لوله به‌منظور تولید توان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس دانشکده‌های فنی دانشگاه تهران

2 دانشکده مهندسی مکانی، پردیس دانشکده‌های فنی دانشگاه تهران

3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

4 گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس دانشکده های فنی دانشگاه تهران

چکیده

در سالیان اخیر محدودیت منابع تجدیدناپذیر انرژی و همچنین آلودگی ناشی از استفاده بی‌رویه آن، موجب بهره‌برداری از سایر منابع پاک و تجدیدپذیر از جمله پتاسیل‌های آبی گردیده است. گستردگی خطوط انتقال آب و همچنین فشار مضاعف موجود در آن­ها به­عنوان یک ظرفیت مناسب برای تولید توان الکتریکی با نصب توربین‌های درون لوله‌ای؛ می‌تواند از جذابیت خوبی برخوردار باشد. در این تحقیق به طراحی، شبیه­سازی و بهبود عملکرد توانی این یک نوعِ خاص از توربین‌ها (برآئی) پرداخته می‌شود. در شبیه‌سازی عددی به­وسیله نرم افزار تجاری ANSYS-Fluent، از حلگر سه بعدی جریان‌های تراکم‌ناپذیر و ناپایا در کنار مدل تلاطم مناسب استفاده شده است. پس از معرفی پارامترهای موثر بر عملکرد توربین، شبیه‌سازی عددی توربین درون لوله با شرایط هندسی و سرعت‌های دورانی متفاوت صورت پذیرفت. با شبیه­سازی عددی هندسه­های مختلف توربین و بهبود توان تولید شده توسط آن به­روش سعی و خطا، نهایتاً هندسه­ای که در شبیه­سازی­های عددی دارای بهترین عملکرد بوده است، به­منظور راستی آزمایی به­صورت تجربی نیز مورد آزمایش قرار می­گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 [1] Global Trends in Sustainable Energy Investment, United Nations Environment Programme, 2007.
[2] علیرضا ریاسی، شهرام درخشان هوره "توربین­های آبی" انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه تهران، 1393.
[3] How it works, Lucid energy, [Online]. Available: http://lucidenergy.com/how-it-works/. [Accessed 01 August 2019]
[4] Samora I., Hasmatuchi V., Münch-Alligne C., Franca M. J., Schleiss A. J., Ramos H. M., Experimental characterization of a five blade tubular propeller turbine for pipe inline installation, Renewable Energy, No. 95, pp. 356-366, 2016.
[5] Chen J., Yang H.X., Liu C.P., Lau C.H., Lo M., A novel vertical axis water turbine for power generation from water pipelines, Energy, No. 54, pp. 184-193, 2013.
[6] Payambarpour S. A., Najafi A. F., Experimental and numerical investigations on a new developed Savonius turbine for in-pipe hydro application, Proc IMechE Part A: journal of power and energy, 2019.
[7] Mamouri A. R., Khoshnevis A. B, and Lakzian E., Entropy generation analysis of S825, S822, and SD7062 offshore wind turbine airfoil geometries, Ocean Eng., Vol. 173, No. December 2018, pp. 700–715, 2019.
[8] Aliabadi M. A. F., Lakzian E., Jahangiri A., and Khazaei I., Numerical investigation of effects polydispersed droplets on the erosion rate and condensation loss in the wet steam flow in the turbine blade cascade, Appl. Therm. Eng., Vol. 164, No. September 2019, p. 114478, 2020.
[9] Alemi H., Nourbakhsh S. A., Raisee M., Najafi A. F., Effects of volute curvature on performance of a low specific-speed centrifugal pump at design and off-design conditions, Turbomachinery, Vol. 137, 2015.
[10] Paraschivoiu l., Wind turbine design: with emphasis on Darrieus concept, Politechnic international press, 2002
[11] Wilcox D., Turbulence modeling for CFD, DCW industries La Canada, CA, 1998.