عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی جریان در درفت تیوب یک توربین آبی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی-ماشینهای آبی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2632;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63342
- تاریخ دفاع
- ۳۰ اردیبهشت ۱۳۹۳
- دانشجو
- نیما ذوقی توتکابنی
- استاد راهنما
- سیداحمد نوربخش
- چکیده
- از لوله ی تخلیه ی درفت تیوب برای احیای انرژی جنبشی سیال در خروج از توربین استفاه می شود. عمده ترین مزیت کاربرد این وسیله افزایش بازدهی توربین است. درفت تیوب ها معمولا به شکل زانویی می باشند، که سطح مقطعشان در ابتدا دایره ای شکل و در انتها مستطیلی می شود. جریان سیال در درفت تیوب یکی از پیچیده ترین جریانهای موجود در صنعت توربوماشین ها است و عوامل بسیاری بر این جریان و تحلیل آن نقش دارند. جریان در مقطع ورودی درفت تیوب جریانی آشفته، همراه با چرخش زیاد ناشی از رانر توربین می باشد. با توجه به نوع هندسه ی درفت تیوب امکان بروز پدیده هایی نظیر جدایش جریان و کاویتاسیون وجود دارد. در این نوشتار با استفاده از نرم افزار تجاری موجود، جریان در دو حالت پایا و غیر پایا توسط چندین مدل توربولانس مختلف شبیه سازی شده است. درفت تیوب مورد مطالعه در این پایان نامه، مربوط به درفت تیوب توربین کاپلان می باشد. در دو فصل اول به طور اجمالی به تاریخچه، نحوه ی عملکرد و کلیاتی در مورد درفت تیوب اشاره گردیده است. در حین تحلیل جریان داخل درفت تیوب با پدیده های مختلفی از جمله طناب گردابی، جریان های ثانویه و به وجود آمدن نواحی بازچرخش جریان مواجه می شویم. در مورد شبیه سازی جریان پارامترهای مختلفی نظیر پروفیل و کانتورهای سرعت مورد تحلیل قرار گرفتند. جهت بررسی صحت نتایج بدست آمده از نتایج تجربی موجود استفاده گردید. همچنین عملکرد مدل های توربولانس مختلف با یکدیگر مقایسه شده اند. در واقع هدف اصلی در این نوشتار تعیین دقت و صحت نتایج حاصل از حل عددی می باشد. کلمات کلیدی : درفت تیوب، توربین کاپلان، حل عددی، جریان آشفته
- Abstract
- Draft tube is a tool which is in usage for restoring of kinetic energy at the outlet part of hydraulic turbines. The most important point of draft tube usage is increasing the efficiency of the power plant. Most draft tubes have circular section at the beginning part and rectangular at the end. The flow in draft tubes is one of the most complex flows in turbomachinery and there are many factors which have important effects on the flow and its analysis. The flow at inlet section is a turbulent flow with high swirl intensity which is related to the rotating runner which is located upstream of the inlet section. Some phenomenons such as cavitation and separation of the flow could happen due to the specific shape of draft tube. In this research the flow in a draft tube of a Kaplan turbine is simulated with different turbulence models by using a commercial code. The flow is simulated in both steady and unsteady state with two different boundary conditions. The first two chapters discuss about the history and some general information about draft tubes. Vortex rope, secondary flows are some cases which we encountered with them during analysis. Velocity and pressure contours, velocity profiles and pressure recovery factors were some parameters which analyzed and evaluated with existing experimental datas. The main goal of this thesis is evaluating the accuracy and correctness of numerical solution. Keywords: Draft tube, Kaplan turbine, Numerical solution, Turbulent flow
