عنوان پایان‌نامه
طراحی توربین مناسب برای نیروگاه دودکش خورشیدی با استفاده از تحلیلCFD
- رشته تحصیلی
- مهندسی انرژیهای جدید پذیر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75318;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75318
- تاریخ دفاع
- ۲۷ دی ۱۳۹۴
- دانشجو
- افشین حجاب
- استاد راهنما
- علی بخش کسائیان, فاطمه راضی آستارایی
- چکیده
- در این پایان نامه ابتدا مدل ترمودینامیکی از نیروگاه دودکش خورشیدی ارائه شده است، سپس معادلات عددی برای بررسی نیروگاه بیان شدهاند. بر اساس این معدلات و نرمافزار شبیه سازی یک نیروگاه دودکش خورشیدی به صورت سه بعدی مدل شده است. این مدل سه بعدی شامل پرههای توربین نیز میباشد. به منظور اعتبارسنجی مدل عددی نتایج این مدلسازی با نتایج حاصل از داده برداریهای عملی از روی نیروگاه مانزانارس مقایسه شده است که نشان داد تطابق قابل قبولی بین این دو دسته از اطلاعات وجود دارد. سرعت خروجی دودکش،دبی جریان هوا، گشتآور و توان به ترتیب 13 متر بر ثانیه، 1281 کیلوگرم بر ثانیه، 7056 نیوتن متر و 73890 وات برآورد شده-اند. سپس بعد از اعتبار سنجی این مدل به منظور نشان دادن تاثیرات سرعت چرخشی توربین، تعداد پرههای توربین، قطر کلکتور و ارتفاع دودکش 12 مدل دیگر ساخته و حل شده که در آنها به بررسی سرعتهای چرخشی 40، 80 و 100 دور بر دقیقه، تعداد پرههای 3، 4 و 5، قطر کلکتور 122، 244 و 366 متر و طول دودکش 100، 200 و 300 متر پرداخته شده است و در نهایت سرعت هوا خروجی، دبی هوا، گشتآور اعمالی به پرهها و توان اعمالی به پرهها گزارش شده است. افزایش سرعت چرخشی و تعداد پرههای توربین باعث کاهش سرعت هوای خروجی از دودکش میشود ولی افزایش قطر کلکتور و طول دودکش باعث افزایش سرعت هوای خروجی از دودکش میشود.
- Abstract
- Abstract: In this study, a basic thermodynamic model is presented to describe the flow through the turbine of solar chimney. A 3D CFD simulation of the solar chimney power plant prototype of Manzanares considering turbine blades was performed. The CFD simulation was verified by comparison with the experimental data of the Manzanares solar chimney power plant. There was a good comparision between these two datas. In this study outlet velocity, air flow rate, torque and power delivered to the turbine shaft were 13 m/s, 1281 kg/s, 7056 N/m and 73890 W respectively, Then, to show the effects of the turbine rotational speed, the quantity of turbine blades, the collector diameter and the chimney height, 12 cases of CFD simulations were run based on 3, 4 and 5 blades, rotational speeds of 40, 80 and 100 rpm, chimney heights of 100, 200 and 300 m and collector diameters of 122, 244 and 366 m. After the simulation, the outlet air velocity, air mass flow rate, torque and power are reported. The results show that, increasing the rotational speed would decrease the mass flow rate of air and increase the power generated by turbine. Also, increasing the blades quantity would decrease the mass flow rate of air and increase the power. Moreover, increasing the chimney height and collector diameter accelerates the mass flow rate and increases the power output. Keywords: Solar chimney; CFD simulation; rotational speed; blade.
