Simulazione del flusso e analisi strutturale statica (FEA) di una turbina radiale

La turbina è il componente più critico negli impianti idroelettrici, poiché influisce sul costo e sulle prestazioni complessive dell'impianto. Pertanto, per la progettazione economicamente vantaggiosa di qualsiasi progetto idroelettrico, è molto importante prevedere il comportamento idraulico e l'efficienza delle turbine idrauliche prima del loro utilizzo. L'approccio sperimentale per prevedere le prestazioni delle turbine idrauliche è costoso e richiede molto tempo rispetto all'approccio CFD. Questo lavoro di ricerca descrive le condizioni di flusso del fluido e i parametri di flusso all'interno di una turbina radiale in relazione a ciascuna parte della turbina. Le condizioni di flusso del fluido e le caratteristiche di flusso all'interno della turbina sono ottenute mediante simulazione CFD (Computational Fluid Dynamics) con l'ausilio del software ANSYS. Il comportamento del flusso viene osservato all'interno della turbina a diversi angoli delle pale di guida e viene ottenuta la massima efficienza idraulica per tutti i casi, effettuando un confronto tra l'efficienza teorica e quella sperimentale (CFD). Per tutti i diversi angoli delle pale di guida vengono verificate le curve caratteristiche. Per ogni caso la velocità di ingresso viene modificata in sequenza a 10 m/s, 7 m/s, 4 m/s. La simulazione CFD viene effettuata con il modello K-¿(SST) e l'algoritmo SIMPLEC.