مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی عددی و تجربی تاثیر پارامترهای فیزیکی و هندسی بر بازده میکرو توربین آبی پلتون

نویسندگان
1 علم و صنعت ایران
2 دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
در مطالعه پیش‌رو میکرو توربین آبی پلتونی با ابعاد بسیارکوچک مورد بررسی قرار گرفته است. این میکرو توربین برای توان 15 کیلو وات طراحی و ساخته شد و در استان خراسان رضوی مورد بهره‌برداری قرار گرفت. برای تحلیل و بررسی کارایی و تاثیر پارامتر‌های فیزیکی و هندسی، جریان عبوری از توربین با استفاده از نرم‌افزار تجاری Ansys CFX 13 شبیه‌سازی و نتایج حاصل از شبیه‌سازی در نقطه کاری با نتایج تجربی مقایسه و اعتبار سنجی گردید. با توجه به پیچیدگی شبیه‌سازی، حجم زیاد محاسبات و همچنین متناوب بودن، به‌جای شبیه‌سازی کل توربین قسمتی از آن که شامل تعدادی از بشقابک‌ها می‌باشد، شبیه‌سازی شد. جریان به صورت سه بعدی و گذرا شبیه‌سازی شده و مدل توربولاتی SST به‌کار رفته است. برای مدل‌کردن جریان دو فاز از مدل همگن سطح آزاد استاندارد استفاده شده است.در قسمت نتایج اثر مقدار دور بر روی بازده مورد بررسی قرار گرفت.همچنین تاثیر پارامترهای فیزیکی: دبی‌، ارتفاع و پارامترهای هندسی: فاصله نازل تا محور بشقابک‌ها، تعداد بشقابک با حفظ قطر گام و اندازه بشقابک، تعداد بشقابک با حفظ قطر گام و تغییر اندازه بشقابک و تعداد بشقابک با تغییر قطر گام و حفظ اندازه بشقابک بر روی عمل‌کرد، برای میکرو توربین مورد نظر بررسی گردید.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical and experimental study of the effects of physical and the geometrical parameters on efficiency of a Micro-Pelton Turbine

نویسندگان English

Shahram Derakhshan
Mohammad Bagheri 1
Ehsan Abdolahnejad 2
چکیده English

In the present paper a micro-pelton turbine with very small dimension has been studied. This micro turbine was designed for 15 kW output power and was utilized in KhorasanRazavi. To analyze and evaluate the efficiency and effectiveness of physical and geometrical parameters, the turbine flow was simulated using the commercial software Ansys CFX 13 and the simulation results of the performance point were compared and evaluated with experimental results. Because of complexity of simulation and heavy computation, instead of entire turbine, just a part of it containing several buckets was simulated. A 3D transient flow simulation was applied using the SST turbulent model. In order to model two-phase flow, the standard homogeneous free surface model was employed. In the results the effect of rotating speed on the efficiency was investigated. Moreover, the effect of physical parameters: flow rate and head and geometric parameters: the distance from nozzle to the axis of buckets, the number of buckets in constant pitch circle diameter and constant bucket size, the number of buckets in constant pitch circle diameter and variable bucket size and the number of buckets in variable pitch circle diameter and constant bucket size on the performance of a micro-turbine was investigated.

کلیدواژه‌ها English

Micro-Pelton Turbine
Numerical simulation
Micro hydro power plant