جعفر نژادعلی

توربین‌های هیدروکنتیک سیستم‌های سازگار با محیط زیست هستند که در مسیر رودخانه قرار دارند و بدون نیاز به هد، نیروی جریان آب را به نیروی الکتریکی تبدیل می‌کنند. با این حال به دلیل بازدهی پایین این نوع توربین‌ها، طرح‌های موجود هنوز در مرحله توسعه قرار دارد. در این پژوهش به شبیه‌سازی و بررسی 6 طرح مختلف از توربین واتر روتور که نوعی از توربین هیدروکنتیک است، پرداخته می‌شود. هدف اصلی در این تحلیل‌ها، شناخت تاثیر تعداد پره و اندازه هاب بر روی عملکرد توربین در رینولدز 450000 است. در این مسئله شبیه‌سازی‌های سه‌بعدی به روش حجم محدود، جریان تراکم ناپذیر و حالت گذرا با نرم‌افزار انسیس فلوئنت انجام گرفته است، همچنین به دلیل چرخش پره‌های توربین با استفاده از روش حرکت شبکه و برخورد سیال با آن، جریان آشفته تشکیل ‌می‌شود. بنابراین برای حل جریان آشفته در حول پره از مدل آشفتگی k-ω sst استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که هر چقدر مقدار هاب کوچک‌تر باشد عملکرد توربین بهتر است و در طرح‌های دو پره بازده توربین نسبت به طرح‌ سه پره با ابعاد یکسان بیشتر است و پیک بازدهی توربین دو پره نسبت به سه پره، در سرعت دورانی بالاتری است. با طبقه‌بندی توربین به دو ناحیه و بررسی عملکرد آن در زاویه‌های مختلف چرخش از 20 درجه تا 90 درجه برای ناحیه دوم، به بهینه‌تر کردن بازدهی توربین پرداخته می‌شود.