بررسی اثر پارامترهای هیدرولیکی توربین برآیی درون لوله به‌منظور تولید توان

در سالیان اخیر محدودیت منابع تجدیدناپذیر انرژی و همچنین آلودگی ناشی از استفاده بی‌رویه آن، موجب بهره‌برداری از سایر منابع پاک و تجدیدپذیر از جمله پتاسیل‌های آبی گردیده است. گستردگی خطوط انتقال آب و همچنین فشار مضاعف موجود در آن ها به عنوان یک ظرفیت مناسب برای تولید توان الکتریکی با نصب توربین‌های درون لوله‌ای؛ می‌تواند از جذابیت خوبی برخوردار باشد. در این تحقیق به طراحی، شبیه سازی و بهبود عملکرد توانی این یک نوعِ خاص از توربین‌ها (برآئی) پرداخته می‌شود. در شبیه‌سازی عددی به وسیله نرم افزار تجاری ansys-fluent، از حلگر سه بعدی جریان‌های تراکم‌ناپذیر و ناپایا در کنار مدل تلاطم مناسب استفاده شده است. پس از معرفی پارامترهای موثر بر عملکرد توربین، شبیه‌سازی عددی توربین درون لوله با شرایط هندسی و سرعت‌های دورانی متفاوت صورت پذیرفت. با شبیه سازی عددی هندسه های مختلف توربین و بهبود توان تولید شده توسط آن به روش سعی و خطا، نهایتاً هندسه ای که در شبیه سازی های عددی دارای بهترین عملکرد بوده است، به منظور راستی آزمایی به صورت تجربی نیز مورد آزمایش قرار می گیرد.

study of hydraulic parameters' effect on lift based vertical axis in-pipe turbine for power generation

in recent years, the limitations of the non-renewable energy sources and the rising pollution of their overuse have led the attention to renewable and clean energy sources such as the potential energy in water resources. because of vastly used water transportationpipelines and the existing extra pressure in these pipes, it has a high potential for generating electrical power using the in-pipe turbines. in this research, the designing, simulation, and power optimization of a particular kind of these turbines (lift type) are studied. the numerical simulation is performed by ansys fluent commercial package software using a 3d solver for unsteady and incompressible flow in conjunction with a proper turbulence model. after introducing the turbine's effective design parameters, the simulation of the in-pipe turbine with different geometry conditions and rotational speeds is performed and discussed. then it is tried to enhance the generated power of the turbine using trial and error by changing the geometry conditions of the rotor. lastly, by numerical simulation of different geometries and improving the generated power, the best turbine geometry is tested forexperimental validation.