DETERMINATION OF A FORCE ACTING ON A PELTON TURBINE BUCKET FOR A VARIETY OF JET VELOCITY AND SPLITTER ANGLES USING COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS

HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ

Abstract

In the present study, the two-phase flow volume of fluid approach was utilized in a numerical analysis performed with the ANSYS-Fluent program. The effects of bucket splitter angles, inlet velocity values and jet diameters of two different bucket-shape models were investigated to determine the force existed on the Pelton turbine bucket for the evaluation of power generation. The study utilized two diverse bucket models at various inlet velocities of 20, 25, 30, 35 and 40 m/s, four diverse splitter angles of 55, 75, 90 and 115° and two jet diameters of 30 and 40 mm for the identification of every single parameter’s impact on the effective force generated on the bucket surface. It was revealed that there was a linear relationship between force on the bucket and jet inlet velocity; therefore, a higher force on the bucket could be obtained for higher jet velocities for both Models 1 and 2.

Özet

Bu çalışmada, ANSYS-Fluent programı ile gerçekleştirilen sayısal analizlerde iki fazlı akışkan ile akış hacim modeli kullanılmıştır. Güç üretiminin değerlendirilmesi için Pelton türbin kepçesinde mevcut olan kuvveti belirlemek amacıyla, iki farklı kepçe şeklindeki modelin kepçe ayırıcı açıları, giriş hız değerleri ve jet çapları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Her bir parametrenin, kepçe yüzeyinde oluşturduğu kuvvetin üzerindeki etkisinin belirlenmesi için çalışmada; 20, 25, 30, 35 ve 40 m / s'lik çeşitli giriş hızlarındaki iki farklı kova modelinin 55, 75, 90 ve 115 ° 'lik dört farklı ayırıcı açısına sahip 30 ve 40 mm'lik iki jet çapı kullanmıştır. Kova üzerindeki kuvvet ve jet giriş hızı arasında doğrusal bir ilişki olduğu ortaya çıkmıştır; bu nedenle Model 1 ve 2 için daha yüksek jet hızları için kova üzerinde daha yüksek bir kuvvetin elde edilebileceği sonucuna ulaşılmıştır.