شبیه‌سازی عددی تخلیه آبراهه نیروگاه‌های برقابی از طریق توربین

در نیروگاه‌های برقابی، به‌ویژه در واحدهایی با آبراهه طولانی و مخازن موج‌گیر غول‌پیکر، که داخل آنها حجم زیادی از آب انباشته می‌شود، تخلیه سریع و مطمین این حجم آب از آبراهه در هنگام تعمیرات و بازرسی‌های دوره‌ای یا اجباری یکی از مسایل مهم و درخور توجه است. یکی از روش‌های سنتی تخلیه آبراهه چنین نیروگاه‌هایی، استفاده از لوله‌های تخلیه‌ای است که به «پنستاک» متصل شده و به کمک شیرآلات تنظیمی و فشار شکن، آب را به سمت گالری تخلیه هدایت می‌کند. بزرگ بودن ابعاد آبراهه و مخازن موج‌گیر از یک سو و حجم قابل توجه آبی که در این مجموعه ذخیره شده است از سوی دیگر، باعث طولانی شدن زمان تخلیه با این روش شود و حتی این نحوه تخلیه در برخی موارد ممکن است چندین روز طول کشد. برای کاهش این زمان، به تازگی روش دیگری نیز در نیروگاه‌های برقابی بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش؛ تخلیه آب از طریق توربین با گشودن جزییِ دریچه‌های تنظیمی است. در روش یاد شده که با دوران چرخ توربین همراه است، حجم قابل توجهی از آب در زمانی بسیار کم به پایین‌دست نیروگاه هدایت می‌شود. با وجود مزیت کاهش زمان تخلیه، در استفاده از این روش، ملاحظه‌های خاصی؛ مانند: کنترل سرعت توربین، عملکرد یاتاقان‌ها، ارتعاش‌های واحد و عملکرد چرخ توربین باید درنظر گرفته شود. در این تحقیق، روش تخلیه آبراهه از طریق توربین با مدل‌سازی ریاضی و عددی، مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. میزان «افزایش سرعت چرخ توربین» زمان تخلیه در گشودگی‌های مختلف دریچه‌های تنظیمی و عملکرد «هیدرولیکی توربین» نیز از موارد فنی است که مورد تحلیل و محاسبه‌های عددی ریاضی قرار می‌گیرد. این روش برای نیروگاه برقابی در دست احداث سیمره که بزرگ بودن ابعاد آبراهه و مخزن موج‌گیر از مشخصه‌های آن است، به عنوان نمونه مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت.