مدل سازی افت انرژی در جریان سیال عبوری از تیغه توربین پلتن با استفاده از تحلیل لایه مرزی

راندمان تبدیل انرژی درتوربین آبی به مسیر عبور جریان آب روی تیغه چرخ توربین بستگی دارد. در توربین پلتن مقدار نیرو و گشتاور تولید شده و در نتیجه میزان انرژی هیدرولیکی منتقل شده علاوه بر اینکه تابع پروفیل جت آزاد آب و هندسه تیغه توربین و موقعیت نسبی جت آب و تیغه توربین نسبت به هم می باشد، به میزان استهلاک انرژی در عبور جریان روی سطح تیغه نیز بستگی دارد. حرارت تولیدی در اثر برخورد آب با تیغه توربین، اصطکاک آب در حین عبور از روی سطح تیغه توربین، افت هد در نازل و مقاومت اصطکاکی هوا منابع ایجاد هدر رفت انرژی در توربین پلتن هستند. وقتی جت آب حول سطح تیغه توربین عبور می کند، برخلاف جریان ایده آل به دلیل عدم لغزش از سطح جدا شده و در نتیجه لایه مرزی به وجود می آید. تشکیل شدن لایه مرزی و ضخامت آن به میزان زبری سطح تیغه نیز بستگی دارد. در این پژوهش به کمک روابط ریاضی لایه مرزی، مدلی برای محاسبه توان هدر رفته در جریان عبوری از تیغه توربین پلتن ارائه شده است که در آن اثر اصطکاک و تغییرات فشار در طول مسیر جریان روی تیغه به حساب آمده است.