عنوان پایان‌نامه
طراحی چرخ توربین کاپلان ونرمافزار مربوطه
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 39207;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1423
- تاریخ دفاع
- ۳۰ شهریور ۱۳۸۷
- دانشجو
- علی کاویانی همدانی
- استاد راهنما
- سیداحمد نوربخش, مهرداد رئیسی دهکردی
- چکیده
- چکیده : در مجموعه حاضر , چگونگی طراحی چرخ یک توربین کاپلان مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. هدف , تعیین ابعاد اصلی توربین و همچنین شکل و پروفیل پره های متحرک توربین کاپلان به ازای شرایط خاص نیروگاه می باشد , رفتار جریان در پره بهینه و پارامترهای سرعت و انرژی سیال از مشخصات مهم در طراحی شکل پروفیل پره های می باشند . ابتدا با معرفی توربین کاپلان , روش های موجود در تعیین ابعاد اصلی توربین کاپلان با کمک روشهای مختلف توضیح داده شده و با استفاده از پارامترهای هیدرولیکی نیروگاه و توربین نظیر دبی و ارتفاع ریزش و همچنین دور دورانی توربین اقدام به محاسبات ابعاد اصلی توربین می شود . در مرحله بعد با داشتن ابعاد اصلی توربین و تقسیم بندی مقطع یک پره توربین از ریشه تا نوک پره مثلث سرعتها را در ورودی و خروجی پره رسم شده و با استفاده از روابط ارائه شده برای وتر پره این بعد نیز محاسبه می شود , و در نهایت بر اساس زوایای ورودی و خروجی و همچنین طول وتر قوس سهموی پروفیل پره تعیین و با آنالیز این قوس , پروفیل یک ایرفویل استاندارد برای هر مقطع از پره توربین بدست آمده است. در مرحله بعدی نرم افزار سه بعدی که با نرم افزار طراحی شده در این مجموعه هماهنگ سازی شده است با میان یابی بین پروفیل های بدست آمده در طول فاصله ریشه تا نوک پره پروفیل سه بعدی کامل پره را استخراج می نماید . نرم افزاری که به زبان VB.NET 2008 در این تحقیق برنامه نویسی شده است تمامی روال محاسبات چرخ توربین کاپلان را از مرحله محاسبات ابعاد اصلی توربین , محاسبات زوایای ورودی و خروجی , محاسبات پروفیل پره های توربین تا تولید مدل کامل سه بعدی توربین را به صورت پیوسته در بر می گیرد .
- Abstract
- Abstract The Kaplan turbine is a flow reaction turbine, which means that the pressure of working fluid changes through the turbine and transfer its energy to the turbine. Kaplan turbine is suitable choice for low head and high flow electrical power stations. In this research, the design procedure of the Kaplan turbine runner has been analyzed. The purpose is to specify initial dimension of turbine and also the profile of the runner blades of Kaplan turbine according to special condition of power station. The important parameters which should be considered in designing the profile of turbine blades are flow characteristics, non dimensional parameters and fluid energy. In first step, initial dimensions of turbine calculated by using the hydraulic parameters of power station such as flow rate, head and also rotational speed of turbine. In the next step, having initials dimension of turbine and hydraulic parameters, the velocity triangle is drawn in each inlet and outlet section of the blade. Parabolic arc of blade profile is determined based on inlet and outlet angles and also cord length of the blade. So for every profile of blade section a standard NACA airfoil has been obtained by analysis of this arc. In final step, 3D software that has been integrated with developed software in present set, design the prefect three-dimensional profile of blade by interpolation between obtained profiles in the space of the hub to the tip of blade. The developed software in this research, include the whole process of turbine runner design calculations, such as calculations of initial dimensions , inlet and outlet angle of the blades , three-dimensional blade profiles and generation of a perfect model of Kaplan turbine.
