بررسی هیدرولیکی تأثیر زاویه‌ی پره در بازدهی توربین گورلف در جریان آب با سرعت کم

یک راه‌حل اساسی به‌ منظور صرفه‌جویی در استفاده از سوخت‌های فسیلی و جلوگیری از ایجاد آلودگی‌های هوا، استفاده از توربین‌های آبی است. در این تحقیق نمونه­ای از یک توربین هیدرودینامیکی که بتواند در جریان­‌های با دبی و سرعت کم، تولید انرژی الکتریکی نماید پیشنهاد شده­است. بعد از تحقیقات گسترده در زمینه‌ی تئوری مسئله، شکل سه‌بعدی پره­های توربین در نرم­افزار SOLIDWORKS طراحی و به‌عنوان ورودی وارد مدل FLOW-3D گردید. برای هریک از توربین­ها با زاویه پره متفاوت و برای اعماق جریان متفاوت، تعامل بین سیال و پره­ها برای تعیین توربینی که بیشترین سرعت زاویه­ای و میزان گشتاور را پس از برخورد جریان ایجاد می‌کند، مورد ارزیابی و تحلیل قرار گرفت. فرضیه اساسی این تحقیق این است که توربینی که از طرفی بیشترین سرعت زاویه‌ای و میزان گشتاور را دارا بوده و از طرف دیگر بدون نوسان و جهش و عدم وجود تغییر جهت گشتاور می­باشد، قطعاً از توان بیشتری برخوردار است و بهینه حالت زاویه‌ی پره و شرایط جریان را دارد. تمامی توربین‌ها در جریان با دبی 20 لیتر بر ثانیه و با عمق 5 سانتی‌متر، بیشترین گشتاور و سرعت زاویه‌ای را داشتند و لذا از توان بهتری برخوردار بودند. بر این اساس استنباط گردید که مناسب‌ترین محل جهت راندمان بیشتر و دستیابی به توان بیشتر توربین، قرارگیری آن در نزدیکی سطح جریان است. همچنین توربین با زاویه‌ی پره‌ی 70 درجه‌ای در بین توربین‌هایی که پره‌ی مایل داشتند، با توجه به سرعت و میزان گشتاور پره‌ها، بهترین عملکرد و بازدهی را از خود نشان داد.

Keywords:

توربین آبی , توربین گورلف , سرعت کم , کانال روباز , Flow-3D