طراحی و بهینه‌سازی توربین محوری برای نیروگاه‌های آبی کوچک

Abstract

توربین­های محوری با توجه به ارتفاع کم و دبی زیاد کاری، توانایی به کارگیری زیادی در کشور ما دارند. بخصوص در ظرفیت­های کم و بصورت تولید پراکنده و مجزای شبکه. در این مقاله یک توربین محوری که محدوده­ی دبی 50 لیتر در ثانیه تا 150لیتر در ثانیه را پوشش می­دهد، طراحی شده است که برای ارتفاع­های بین 2 تا 5 متر، مناسب می­باشد. طراحی اولیه با تدوین نرم­افزاری انجام شد به شکلی که با دادن ارتفاع و دبی آب به عنوان ورودی برنامه، خروجی­های مورد انتظار مانند قطرهای هاب و پوسته گرفته شود، این نرم­افزار، زوایای ورودی و خروجی و بسیاری از متغیرهای لازم برای رسم هندسه­ی چرخ توربین محوری را نمایش داده و قادر است شکل سه­بعدی چرخ را در نرم­افزار CATIA نمایش دهد. در مرحله بعدی، برای اطمینان پیدا کردن از طراحی اولیه توسط نرم­افزار تجاری Numeca با یک روش تأیید شده توسط داده­های تجربی برای یک هندسه­ی مشابه، شبکه­بندی و شبیه­سازی انجام گردید. نتایج شبیه­سازی بازده­ی مناسبی را برای توربین محوری نشان ندادند، بنابراین در مرحله­ی سوم، به منظور بهبود بازدهی ماشین، بهینه­سازی هندسه­ی چرخ با استفاده از الگوریتم ژنتیک و شبکه­های عصبی انجام شد که منجر به افزایش 15% در بازده گردید.