طراحی و شبیه سازی سه بعدی یک توربین آبی پیچی ارشمیدسی

انرژی برق آبی، پاکترین، ارزان ترین و محبوب ترین منبع تجدیدپذیر موجود است. توربین آبی پیچ ارشمیدسی با ویژگی های منحصر به فرد خود شامل ساخت و طراحی بسیار آسان، مقاومت و طول عمر زیاد و هزینه ی بسیار کم ساخت، تعمیر و نگهداری به عنوان گزینه ای بسیار مناسب جهت نصب در نیروگاه های برق آبی مقیاس کوچک به صورت متصل به و یا مستقل از شبکه ملی برق در دهه های اخیر بسیار مورد توجه محققین و سرمایه گذاران صنعت برق قرار گرفته است. در این پژوهش، یک نمونه از این توربین آبی با هد و دبی ورودی به ترتیب ۱.۵ متر و ۰.۲ متر مکعب بر ثانیه توسط روش طراحی دراگومیرسکو (Dragomirescu) طراحی شده و توان آن استخراج شده است. سپس توربین طراحی شده با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی در نرم افزار مهندسی انسیس فلوئنت (Ansys Fluent) به صورت عددی شبیه سازی شده و توان آن با استفاده از میانگین گشتاور تولیدی روی شفت استخراج شده است. بنابر نتایج، توان شفت با استفاده از روش طراحی نخست و با فرض بازده ۷۰٪ برابر ۲.۰۵۳ کیلووات به دست آمد. از طرف دیگر، توان شفت با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی برابر ۲.۴۸۲ کیلووات به دست آمد که در این حالت بازده توربین برابر ۸۳.۷٪ خواهد بود. بنابراین اختلاف نتایج دو راه حل با فرض بازده ۱۰۰ برابر حدود ۱۵٪ است که مقدار قابل قبولی است.

کلیدواژه ها:

توربین آبی پیچ ارشمیدسی ، نیروگاه برق آبی ، طراحی هندسه ، دینامیک سیالات محاسباتی ، شبیه سازی عددی