مدل‌سازي عددي تاثير پارامترهاي هندسي توربين آبي شناور بر ميزان گشتاور توليدي در كانال روباز مستطيلي

در اين تحقيق، ميزان گشتاور انتقال‌يافته بهينه، از تكانه جريان آب جاري در يك كانال روباز، به پنج نوع توربين استوانه‌اي، مورد بررسي قرار گرفته‌است. هدف از انجام پژوهش، يافتن توربين آبي مناسب، جهت توليد انرژي الكتريكي بيشينه مي‌باشد. براي انجام اين كار، يك توربين استوانه‌اي سه‌بعدي، به‌قطر و طول 1 متر، با پنج نوع پره، به شكل‌هاي مختلف، با كمك روش عددي حجم محدود، شبيه‌سازي گرديد. مجموعه توربين و پره‌ها، در يك كانال مستطيلي روباز بدون شيب، به طول 10 متر و عرض 3 متر، و سرعت جريان 2 متر بر ثانيه، قرار گرفته‌اند. مجموعه توربين و پره‌ها، به طريقي طراحي شده‌اند كه با توجه به وزنشان، به‌صورت شناور در عمق‌هاي استغراق مختلف، داخل كانال قرارگيرند، و با تغيير عمق جريان، عمق استغراق مورد نظر ثابت بماند. با توجه به مقدار تكانه جريان آب جاري در كانال، ميزان گشتاور انتقال‌يافته از جريان به پره‌هاي پنج نوع توربين مورد نظر، محاسبه‌شده و مقدار بيشينه آن بدست آمد. نتايج نشان مي‌دهد كه، بكارگيري توربين نوع پنج، با پره‌هايي گسترش‌يافته به شكل نيم‌دايره در امتداد محور توربين، به تعداد 21 عدد، و قطر داخلي 10.5 سانتيمتر، بيشترين مقدار گشتاور، برابر 458.96 نيوتن در متر را، حاصل مي‌آورد. لذا مي‌توان به‌كمك آن، ضمن استفاده از يك مولد الكتريكي مناسب، انرژي الكتريكي بيشينه را توليد نمود.