تصحيح هيل‌چارت نيروگاه مارون بر اساس شبيه‌سازي عددي

Hill-chart modification based on CFD simulations for an installed hydropower station

مهمترين هدف اين مقاله، تصحيح هيلچارت نيروگاه مارون است. به اين منظور از روش‌هاي عددي به كمك نرم افزار ANSYS CFX براي شبيه‌سازي جريان در اجزاي توربين (محفظه حلزوني، پره‌هاي ثابت، پره‌هاي متحرك، رانر و درافت تيوب ) استفاده شده است. هندسه چرخ به‌وسيله CMM و هندسه ساير اجزا به كمك نرمافزار CATIA توسط نقشه‌هاي موجود رسم شده است. شبيه‌سازي جريان براي دبي‌هاي مختلف ورودي در بازشدگيهاي متفاوت پرههاي متحرك شكل گرفت تا اطلاعات كافي براي رسم هيل‌چارت به‌ دست آيد. نتايج نشان داد كه در مقايسه با هيل‌چارت قبلي در بهترين نقطه كاري توربين ميزان هد افزايش پيدا كرده است و اين در حالي است كه مقدار بازده كاهش يافته است. اين تغييرها به‌طور مشابه در ساير نقاط كاري توربين نيز مشاهده مي‌شود. همچنين نتايج، حاكي از شكل‌گيري حباب‌هاي بخار يا گاز يا كاويتاسيون (Cavitation) شديد در لبه خروجي چرخ مي‌باشد.

The objective of this project is to modify the hill-chart of an installed hydropower station. In this work, CFD simulations are carried out to simulate all parts of the Francis turbine of the power station, consists of: spiral case, stay vanes, wicket-gates, runner and draft tube. In order to have enough data for drawing hill-chart, the simulations were done in different flow rate and different angles of wicket-gates opening. The turbulence is modeled with the standard k-? turbulence model. The output of CFD simulations (pressure difference, efficiency, power) and flow rates were used for drawing hill-chart. For curve fitting, paraspline method was carried out. The results shows that the pressure difference increases and the efficiency decreases compare to the previous hill-chart of this power station. CFD simulation showed cavitation at the trailing edge of the runner.