بررسی تجربی - عددی تأثیر تزریق هوا و آب بر نوسانات گرداب توربین فرانسیس

نویسندگان

1 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، ایران

3 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران

4 فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران

doi
10.22034/jmeut.2023.53156.3160
چکیده

در این مقاله اثرات طناب گرداب در لوله‌مکش توربین فرانسیس یکی از نیروگاه‌های کشور به صورت تجربی و عددی مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا اطلاعات تجربی واحد در چهار ظرفیت تولیدی به مقادیر 52/22، 74/45، 73/68 و 60/85 مگاوات توسط فشارسنج در فاصله 199/3 متر پایین‌تر از چرخ استخراج شد و با استفاده از تبدیل فوریه سریع مشخص گردید که در ظرفیت 74/45 مگاوات بیشترین نوسانات فشار وجود دارد. سپس شبیه‌سازی‌ عددی کل توربین با استفاده از حل گذرا و مدل توربولانسی SAS-SST در حالت‌های مختلف انجام گردید. اثرات کاهش نوسانات گرداب در پنج حالت تزریق یعنی 5/1 و 3 درصد فقط آب، 1 و 2 درصد فقط هوا و حالت تزریق همزمان آب و هوا (3 درصد آب و 2 درصد هوا) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین الگوریتمی جهت بهینه‌سازی پارامتر حاصل‌ضرب بازده در ضریب بازیافت فشار بر دامنه قله به قله نوسانات در شرایط مختلف تزریق آب و هوا ارائه شد. نتایج نشان داد حالت تزریق همزمان 58/1 درصد آب و 02/0 درصد هوا نسبت ذکر شده، بیشینه بوده و بهینه‌ترین حالت جهت بهره‌برداری می باشد.