عنوان پایان‌نامه
طراحی شبیه سازی و بررسی پارامتریک رانر پمپ - توربین
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2087;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51999
- تاریخ دفاع
- ۱۵ اسفند ۱۳۹۰
- دانشجو
- سیدسینا حسینی
- استاد راهنما
- سیداحمد نوربخش, علیرضا ریاسی
- چکیده
- نیروگاه آبی تلمبه ذخیره ای اصطلاحاً به یک سیستم برای تولید الکتریسیته از انرژی آب گفته می شود، که در آن الکتریسیته ی مورد نیاز در ساعات اوج مصرف از آبی که قبلاً در ساعات کمی مصرف به مخزنی در ارتفاع بالاتر تلمبه شده است، تولید می شود. برای ذخیره ی الکتریسیته، این روش یک روش غیر مستقیم است زیرا روشی که مستقیم و بهینه باشد تا کنون یافت نشده است. منظور از روش مستقیم روشی است که مستقیماً برق را ذخیره کند. غالبا بازای هر 10.000 مگاوات تولید شبکه، حدود 1000 مگاوات نیروگاه تلمبه ذخیره ای پیش بینی می شود. مزیت این روش اتصال سریع آن به شبکه می باشد. در این پروژه یک چرخ پمپ توربین براساس هد، دبی و سرعت مخصوص معلوم (مطابق با طرح سیاه بیشه) با استفاده از روش نگاست همدیس در دو حالت پمپی و توربینی طراحی شده است. در این روش ابتدائا نما در صفحه ی نصف النهاری تعیین شده و پس از آن با نگاشت همدیس نمای پره در صفحه ی پره ها نیز تعیین می شود. جهت تحلیل سه بعدی سیال در هندسه ی اولیه ی طراحی شده معادلات حاکم، شامل پیوستگی، مومنتوم و توربولانس، با نرم افزار تجاری Ansys حل گردیده اند. در ادامه با توجه به پارامترهایی از قبیل راندمان چرخ، هد تولیدی، توان خروجی و ضریب کاویتاسون هندسه ی اولیه بهبود بخشیده شده است. پدیده های هیدرولیکی، مانند کاویتاسیون و جریان برگشتی، در دو حالت پمپی و توربینی بطور کامل بررسی شده و تاثیر پارامترهای هندسی بر آنها تحلیل شده است. در انتها نتایج عددی برای منحنی مشخصه ی عملکرد پمپی و توربینی در شرایط طراحی و نقاط خارج از طرح با نتایج تجربی موجود از طرح سیاه بیشه مقایسه گردید. این قیاس تطابق خوبی بین این نتایج و حتی عملکرد بهتر طراحی انجام شده در برخی موارد را نشان می دهد.
- Abstract
- Pumped storage power plant is a system for producing electricity from water energy. The water is pumped during the hours of low need for electricity to a high altitude reservoir, to produce power in peak hours. This is an indirect way to save electricity because an optimum and direct way has not been found yet. “Direct way” implies a way which saves the electricity directly. About 10 percent of the grid capacity is installed as pumped storage power plants. The main advantage of this method is that it can be connected to the grid very quickly. In this project a pump-turbine runner has been designed for a defined head, flow rate and specific speed (in accordance with Siah Bishe project) using conformal mapping method. In this method, the view in meridional plane is determined, first and after that, by using conformal mapping approach, the view of the blade to blade plane is plotted. In order to 3-D analysis of the flow in the initial design geometry, governing equations, including continuity, momentum and turbulence are solved using commercial CFD software, CFX. In the next step, the primary geometry has been improved according to the parameters such as: efficiency, produced head, produced power and cavitation coefficient. Hydraulic phenomena including cavitation and reversed flow, in both pump and turbine modes have been thoroughly investigated and the effect of geometric parameters on them has been analyzed. Finally, the characteristic curves for pump and turbine modes, which are obtained from the numerical analysis, have been compared with the available experimental data from Siah Bishe project and show to have very good agreement together.
