شهرام درخشان - استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
داوود زارع - دانشجوی دکتری، دانشکده صنایع، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
مجید پسندیده پور - کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

در پژوهش حاضر توربین جریان متقاطع نصب شده با ظرفیت نامی 340 کیلووات (که در حال حاضر تنها 198 کیلووات برق در نقطه نامی خود ( 50 متر، 840 لیتر بر ثانیه و 600 دور بر دقیقه تولید می کند) با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی، برای ملاحظه دلایل توان خروجی پایین، مورد تحلیل قرار گرفته است. هندسه توربین شامل چرخ، محفظه، محور، نازل و پره راهنما، به منظور دستیابی به منحنی های مشخصه توربین در سرعت های دورانی مختلف، با استفاده از نرم افزار تجاری حل جریان Ansys/CFX شبیه سازی گردید. برخی از نقاط شبیه سازی شده، با استفاده از داده های توربین واقعی اعتبار سنجی شد. برای مدل کردن چرخش بین صفحات چرخ، محفظه و نازل، از مدل چرخ یخ زده استفاده شده است. جریان به صورت سه بعدی و گذرا، حل شده و مدل توربولانسی k-? به کار رفته است. برای مدل کردن جریان دو فاز آب هوا، از مدل همگن سطح آزاد استاندارد استفادهشده است. در بخش نتایج منحنی های عملکرد توربین به دست آمده، اثر استفاده از شیر هوا مورد بررسی قرار گرفت. از مهم ترین عوامل افت توان خروجی، شکل نامناسب نازل و عدم استفاده از شیر مکش هوا، تشخیص داده شد. در نهایت بازده توربین جریان متقاطع نیروگاه 16 درصد (از مقدار اولیه50 درصد به مقدار نهایی 66 درصد) افزایش داده شد.

بازده، توربین جریان متقاطع، شبیه سازی عددی، منحنی های عملکرد، نیروگاه آبی کوچک