فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

جریان در درفت‌تیوب توربین‌های آبی در نقطه کارکرد بار بیشینه با ناپایداری‌های زیادی همراه می‌باشد. علاوه بر افت راندمان ناشی از شکست گردابه، نوسانات فشاری فرکانس پایین ناشی از آن می‌تواند موجب پدیده تشدید شده و عمر توربین را کاهش دهد. در پژوهش حاضر فرآیند تشکیل هسته گردابه بار بیشینه (مشعل) در گذار از نقطه کارکرد بهینه به بار بیشینه موردمطالعه قرارگرفته و رژیم‌های گذرای تشکیل‌شده حین این فرآیند گذار موردبحث و مطالعه واقع‌شده‌اند. مشخص می‌شود که هسته گردابه مشعل نتیجه پدیده شکست گردابه حبابی بوده و عامل اصلی آن نیز تشکیل نقطه سکون و ایجاد جریان بازچرخشی در محور درفت‌تیوب است. این جریان بازچرخشی به دلیل افت مومنتوم محوری در ناحیه مخروطی درفت‌تیوب ایجاد می‌شود. نتایج هسته گردابه نشان می‌دهد که در مراحل رشد و تشکیل هسته گردابه مشعل، ابتدا قطر هسته پایه بار بهینه رشد می‌کند. سپس در سطح ساختار هسته گردابه امواجی ایجاد خواهند شد که با گذشت زمان و قدرت گرفتن چرخش در میدان جریان، ساختار یکپارچه هسته را گسسته و به چندین بخش تقسیم خواهد شد. سپس قطر و طول ساختار هسته گردابه افزایش‌یافته و بخش‌های زیادی از مقطع عرضی درفت‌تیوب را تحت تأثیر قرار می‌دهد، طول این ساختار تا دیفیوزر درفت‌تیوب پیشروی خواهد داشت. ازاین‌رو، مشخص می‌شود که محل اصلی اثرگذاری مشعل، انتهای ناحیه مخروطی و ورودی زانویی درفت‌تیوب است. با بررسی نتایج عددی مشخص گردید با گذشت 5/1 تا 2 ثانیه پس از شروع فرآیند گذار تغییرات چشمگیری در مؤلفه‌های سرعت دورانی، محوری و شعاعی به وجود خواهد آمد.