بررسی تاثیر صفحات ضد گرداب بر استهلاک جریان گردابی، ضریب آبگذری و ضریب اُفت ورودی در آبگیر نیروگاه‌ها

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

1 خیابان کارون، کوچه شهید موسوی، پلاک 90، طبقه سوم

2 دانشیار/دانشگاه رازی

چکیده

پدیدة هیدرولیکی مهمی که معمولاً در آبگیری از سد‌ها به‌وقوع می‌پیوندد و باعث بروز مشکلاتی نظیر ایجاد اُفت انرژی و کاهش ضریب آبگذری آبگیر می‌گردد، چرخش آب و ایجاد گرداب در دهانة آبگیر و ورود هوا به‌داخل مجرای آن می‌باشد. از میان انواع آبگیرهای در معرض پدیدة گرداب، آبگیر‌های نیروگاهی که به‌منظور تأمین آب مورد نیاز برای توربین‌ها و نهایتاً تولید برق به‌کارمی‌روند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. این آبگیر‌ها عمدتاً از نوع اُفقی می‌باشند. برای از بین بردن گرداب می‌توان از صفحات افقی مشبک بر روی پیشانی آبگیر استفاده نمود. در این تحقیق برای بررسی عملکرد صفحات مشبک، از یک مدل فیزیکی استفاده شده است. این مدل طوری طراحی شده که بتواند قوی‌ترین نوع گرداب با هسته هوا و با قدرت‌های مختلف را تولید کند. با ایجاد 36 نوع گرداب قوی، عملکرد 10 نوع صفحه مشبک با ابعاد، ضخامت‌ها و بازشدگی‌های مختلف مورد آزمایش قرار گرفت و نهایتاً با انجام 360 آزمایش مشخص گردید که تاثیر میزان بازشدگی صفحات مشبک در استهلاک قدرت گرداب، بیش از اثر ابعاد و ضخامت تیغه‌های صفحات می‌باشد. همچنین تاثیر استفاده از صفحه ضد گرداب بر ضریب آبگذری و ضریب اُفت ورودی آبگیر مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد استفاده از صفحه ضد گرداب مشبک با بازشدگی‌های 70% ، 58% و 50% به ترتیب به میزان 9/5 درصد، 5/10 درصد و 4/13 درصد از میزان ضریب آبگذری آبگیر می‌کاهد و بترتیب موجب افزایش 9/12 درصد، 7/24 درصد و 5/33 درصد اُفت ورودی آبگیر می‌گردد.

کلیدواژه‌ها


Amiri, S.M., Zarrati, A.R., Roshan, R. and Sarkardeh, H. (2011). Surface vortex prevention at power intakes by horizontal plates.  Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Water Management. 164(4), 193-200.
Anwar, H.O., Weller, J.A. and Amphlett, M.B. (1978). Similarity of Free Vortex at Horizontal Intake. J. Hydraulic Research, 2, 95-105.
Borghei, S.M. (2000). Partial Reduction of Vortex in Vertical intake Pipe, Advances in Hydro-Science and Engineering, Seoul-Korea.
Carriveau, E.C., Baddour, R.E. and Kopp, G.A. (2002). Entrainment Properties of Swirling and Non-Swirling Flows at Submerged Water Intakes, Annual Conference of the Canadian Society for Civil Engineering, 1-10.
Kamel, M. (1964). The Effect of Swirl on the Flow of Liquids Through Bottom Outlets, ASME Paper 64-WA/FE-37.
Knauss, J. (1987). Swirling Flow Problems at Intakes, Hydraulic Structures Design Manual, 1AA, Balkema, Rotterdam, 165 p.
Lugt, H.J. (1983). Vortex Flow in Nature and Technology, Jouh Wiley and Sons.
Mahyari, M.N., Karimi, H., Naseh, H. and Mirshams, M. (2010). Numerical and experimental investigation of vortex breaker effectiveness on the improvement in launch vehicle ballistic parameters. Journal of Mechanical Science and Technology, 24, 1997-2006.
Roshan, R. (1995). Study on Anti Vortex Devices Performance to Dissipate Vortex Strength by Using Physical Model Tests, MS Degree, Tehran University. (In Persian)
Sohn, C.H., JU, M.G. and Gowda, B.H.L. (2010). PIV study of vortexing during draining from square tanks. Journal of Mechanical Science and Technology. 24, 951-960.
Stevens, J.L. and Kolf, R.C. (1959). Vortex Flow through Horizontal Orifices, Trans. ASCE. 124, 871-883.
Taghvaei, S.M., Roshan, R., Safavi, K. and Sarkardeh, H. (2012). Anti-vortex structures at hydropower dams, International Journal of Physical Sciences. 7(28), 5069-5077.
Tahershamsi, A., Rahimzadeh, H. and Monshizadeh M. (2012). Vortex prevention in intakes using vertical walls, In: 4th IAHR International Symposium on Hydraulic Structure, Portugal.
Trivellato, F. (2010). Anti-vortex devices: Laser measurements of the flow and functioning. Optics and Lasers in Engineering. 48, 589-599.