شبیه سازی عددی و بهبود عملکردی توربین آبی جریان متقاطع

در مطالعه حاضر توربین جریان متقاطع نصب شده در نیروگاه دره تخت ازنا مورد بررسی قرار گرفته است. این نیروگاه با دبی 840 لیتر بر ثانیه و 50 متر ارتفاع، در سرعت دورانی 600 دور بر دقیقه، تنها 198 کیلووات برق تولید می کند. برای ملاحظه دلایل افت عملکرد، جریان عبوری از توربین با استفاده از نرم افزار تجاری Ansys/CFX شبیه سازی گردید. برخی از نقاط شبیه سازی شده با استفاده از داده های توربین واقعی اعتبار سنجی شدند. برای مدل کردن چرخش بین صفحات چرخ، محفظه و نازل از مدل چرخ یخ زده استفاده شده است. جریان به صورت سه بعدی وگذرا حل شده و مدل توربولانسی k-ε به کار رفته است. برای مدل کردن جریان دو فاز آب- هوا از مدل همگن سطح آزاد استاندارد استفاده شده است. در بخش نتایج منحنی های عملکرد توربین بدست آمده اثر استفاده از شیر هوا مورد بررسی قرار گرفت. از مهمترین عوامل افت توان خروجی، شکل نامناسب نازل و عدم استفاده از شیر مکش هوا، تشخیص داده شدند. در نهایت با اصلاح توربین، بازده آن از 50 درصد (بازده محاسباتی) در مورد 1 به 66 درصد در مورد 3 افزایش یافت. به عبارت دیگر بازده توربین جریان متقاطع نیروگاه ازنا 16 درصد افزایش داده شد.