عنوان پایان‌نامه
طراحی وتحلیل رانر توربین فرانسیس به همراه نرم افزار مربوطه
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1327;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 37070
- تاریخ دفاع
- ۰۲ بهمن ۱۳۸۶
- دانشجو
- امید سیدرضوی
- استاد راهنما
- سیداحمد نوربخش, مهرداد رئیسی دهکردی
- چکیده
- افزایش روزافزون استفاده از انرژی هیدروالکتریک و توسعه صنعت سدسازی کشور و همچنین بهینه سازی و بروز کردن نیروگاه های برقابی موجود در کشور، ایجاب می کند که نیروهای بومی کشور به فناوری طراحی توربین های آبی دست یابند. از آنجا که مشخصات هیدرولیکی اکثر طرح های داخل کشور برای استفاده از توربین های آبی عکس العملی نوع فرانسیس مناسب است ، در این پروژه تلاش گردیده تا روند کاملی از طراحی انواع مختلف این نوع توربین شامل بدست آوردن ابعاد اصلی و همچنین ترسیم پره سه بعدی رانر توربین ارائه شده و در ادامه با بدست آوردن هندسه نهایی چرخ توربین یک پروژه واقعی ، نتایج تحلیل های هیدرولیکی و نرم افزاری این طرح ارائه شوند. در این پروژه اصول اولیه توربین های آبی اعم از دسته بندی، نحوه عملکرد و مشخصه های آن ها به طور اجمالی معرفی و در ادامه سعی شده تا معادلات حرکت سیال، قوانین حاکم بر آن ها و پدیده های موجود در این نوع ماشین های هیدرولیکی مورد بررسی قرار بگیرد. پدیده کاویتاسیون در توربین های آبی از جمله این پدیده های مهم است که در این پروژه به شکل کاملی به آن پرداخته شده است. سپس روش های مختلف طراحی مورد بررسی قرار گرفته و اصول اساسی تعیین ابعاد اصلی رانر توربین به تفضیل بیان شده و سعی شده تا با بیان متد های مختلف طراحی تمایز های هر یک نسبت به یکدیگر مورد بررسی قرار بگیرد. با استفاده از روش های بیان شده به طراحی یک پروژه واقعی توربین فرانسیس پرداخته شده و سعی شده با در نظر گرفتن نکات لازم در طراحی، پارامتر های اصلی و هندسی مناسب برای دستیابی به راندمان بالاتر و کارایی بهتر انتخاب گردند. به این منظور یک نرم افزار کامپیوتری که با استفاده از زبان برنامه نویسی نگاشته شده است، ضمیمه گردیده که روش های مختلف تعیین ابعاد و شکل رانر را بطور کاملی پوشش می دهد. پس از توضیح کامل روند طراحی رانر نمونه، هندسه بدست آمده بوسیله نرم افزارهای و مورد تحلیل قرار گرفته و سعی شده تا رفتار سیال در داخل رانر و درفت تیوب توربین مورد مطالعه و بررسی قرار بگیرد. در انتها درباره نتایج بدست آمده از تحلیل نرم افزاری پروژه بحث شده و نتایج کار با مشخصات طراحی های موجود مقایسه گردیده است.
- Abstract
- By ever-increasing use of hydroelectric energy and hydropower plants especially in our country, utilize of design methods which decrease the period of design process and also having the ability to design turbines as the base model for the optimization programs, is necessary. The design of Francis hydraulic turbine is a time consuming process even for experienced designers. As the characteristics of most hydroelectric power plants in Iran are suitable for Francis type reaction turbines, in this regard this project presents the process of design of the Francis type hydraulic turbines including estimation of essential dimensions of runner and also obtaining the 3D geometry of runner blades. In the next step, the dimensions of a real project is determines and the complete geometry of the runner is designed, then the results of hydraulic and computer analysis are presented. In this project fundamental basis of hydraulic turbines such as classification, operation types and their characteristics are introduced and fluid motion equations, governing laws and common phenomena are discussed. According to the fact that all of the design methods involve a great number of calculation and iterating trail and error loops, a computer program based on programming language have been developed in order to design Blade profile more rapidly. By using the methods, a complete Francis runner is designed and modified and the essential parameters in order to obtaining better efficiency have been chose. In this regard the and softwares are chose for numerical analysis, drawing characteristic curves of designed runner and finally comparing the results in different operation conditions.
