Таҳқиқот месанҷад, ки оё лаппишҳои фишоре, ки ҳангоми кори турбинаи Francis-и напораш паст дар доираи васеи бор ба вуҷуд меоянд, бо барҷастагиҳои туберкулшакле, ки дар девори қубури ҷаббанда ҷойгир шудаанд, тавассути ҳисобҳои сеченакаи динамикаи ҳисобии моеъҳо коҳиш дода мешаванд ё не. Дар модели турбинаи дорои напори кории 86 m, 13 парраи асосӣ ва 13 парраи ҷудокунанда ва иқтидори номиналии 175 MW, қубури ҷаббандаи ҳамвори PT бо тарҳҳои туберкулии PA, PB ва PC бо ҷойгиршавии даврии 10°, 15° ва 20° муқоиса шудааст. Дар арзёбии умумии доираи васеи бор тарҳи PA ҳамчун сохтори мувофиқтарин барои фурӯнишонии лаппиши фишор муайян шудааст; барои PA коҳиш дар коэффисиенти лаппиши фишор дар дохили runner то %15,81, дар ҷузъҳои 13 f_n ва 26 f_n дар ин ҷузъҳо мутаносибан %30,72 ва %62,24, ва дар баъзе нуқтаҳои ченкунии поёнтар то %88,81 ва %94,11 коҳиш гузориш шудааст. Дар иваз, туберкулҳо вобаста ба нуқтаи корӣ талафоти самаранокии турбинаро дар ҳудуди %0,19–%1,45 ба вуҷуд овардаанд. Ҳамаи натиҷаҳо ба модели ададӣ асос ёфтаанд; таҳқиқот нишон намедиҳад, ки туберкулҳо дар турбинаи воқеӣ ба таври таҷрибавӣ ё дар миқёси саҳроӣ тасдиқ шудаанд.

Ҳисобҳо нишон медиҳанд, ки таъсири асосии туберкулҳо аз байн бурдани гирдобҳои парра дар дохили runner нест, балки тағйир додани сохтори ҷараён, махсусан дар минтақаи наздик ба девори қубури ҷаббанда мебошад. Дар бори паст тарҳи PA ҷузъи суръати давриро кам карда, гирдобҳои калони девориро суст ва ҷудошавии ҷараёнро маҳдуд кардааст. Бо вуҷуди ин, дар паси туберкулҳо гирдобҳои нави сутуншакл пайдо шуда метавонанд; муҳаққиқон қайд мекунанд, ки онҳо шиддати пасти гирдоб доранд.

Аз нуқтаи назари нерӯгоҳҳои барқи обии Туркия, таҳқиқот дар заминаи истифодаи турбинаҳои обӣ ҳамчун воситаи танзимкунанда дар доираҳои васеътари бор бо афзоиши истеҳсоли тағйирёбандаи энергияи барқароршаванда дар шабака аз ҷиҳати техникӣ ҷолиб аст. Аммо геометрияи турбинаи омӯхташуда, напори 86 m, тарҳи runner ва андозаҳои қубури ҷаббанда ба як модели мушаххас тааллуқ доранд. Барои татбиқи мустақими ҳамин геометрияи туберкул ба турбинаҳои мавҷудаи Francis дар Туркия, санҷиши CFD барои нерӯгоҳ ва турбина, таҷрибаҳои моделӣ ё прототипӣ, таҳлили кавитатсия, арзёбии ларзиши сохторӣ ва санҷиши дарозмуддати истифода зарур аст.

Масъалаи асосии таҳқиқот чист?

Ҳангоми кор кардани турбинаҳои Francis дар борҳое, ки аз нуқтаи тарҳрезӣ дур мебошанд, сохторҳои ҷараёни чархзананда дар дохили runner ва қубури ҷаббанда метавонанд тағйир ёбанд. Хусусан гирдобҳое, ки дар шароити бори қисман пайдо мешаванд, метавонанд ба лаппишҳои фишори басомади паст, ларзиш ва боргузориҳои механикии тағйирёбанда мусоидат кунанд. Саволи асосии таҳқиқот ин аст, ки оё ин ноустувориҳои гидродинамикӣ бо барҷастагиҳои геометрии ғайрифаъоле, ки дар қубури ҷаббанда ҷойгир шудаанд, коҳиш дода мешаванд ё не.

Таҳқиқот ин масъаларо на танҳо бо тағйир додани қубури ҷаббанда, балки ҳамроҳ бо геометрияи махсуси runner, ки аз 13 парраи асосӣ ва 13 парраи ҷудокунанда иборат аст, баррасӣ мекунад. Муҳаққиқон мегӯянд, ки гарчанде дар адабиёт парраҳои ҷудокунанда ва ҷӯякҳо, қанотчаҳо ё танзимкунандаҳои шабеҳи ҷараён, ки ба қубури ҷаббанда илова мешаванд, алоҳида омӯхта шудаанд, таъсири муштараки runner-и дорои парраҳои ҷудокунанда ва туберкулҳои деворӣ дар турбинаи Francis-и напораш паст дар доираи васеи бор ба қадри кофӣ омӯхта нашудааст.

Геометрияи турбина ва туберкул чӣ гуна сохта шудааст?

Майдони пурраи сеченакаи ҳисоб қубури болоӣ, корпуси спиралӣ, 11 парраи собит, 24 парраи роҳнамои танзимшаванда, runner, қубури ҷаббанда ва канали поёнобро дар бар мегирад. Диаметри даромадгоҳи runner 5,42 m, иқтидори номиналӣ 175 MW ва суръати номиналии гардиш 136,4 давр/дақ дода шудааст. Дар runner 13 парраи асосӣ ва 13 парраи ҷудокунанда мавҷуд аст.

Қубури ҷаббандаи прототипӣ PT номгузорӣ шудааст. Дар се модели туберкулдор кунҷи даврӣ барои PA 10°, барои PB 15° ва барои PC 20° аст. Туберкулҳо дар самти меҳварӣ дар се қатор ҷойгир шудаанд. Қатори аввал аз даромадгоҳи қубури ҷаббанда 0,04D поёнтар буда, фосилаи байни қаторҳои пайдарпай 0,07D аст. Баландии туберкул %6,7-и диаметри даромадгоҳи қубури ҷаббанда D мебошад.

Дар ин ҷо тарҳи 10°-и PA бо сабаби фосилаи даврии хурдтар ҷойгиршавии зичтарро ифода мекунад. Дар арзёбии умумии муҳаққиқон дар доираи васеи кор, беҳтарин рафтори фурӯнишонии лаппиши фишор бо ҳамин тарҳ ба даст омадааст.

Эътимоднокии шабакаи ададӣ чӣ гуна санҷида шудааст?

Дар майдони ҳисоб ҳам унсурҳои гексагоналӣ ва ҳам тетраэдрӣ истифода шудаанд. Панҷ зичии гуногуни шабака дар шароити 40% Pr аз ҷиҳати самаранокӣ ва моменти гардиш муқоиса шудаанд; вақте шумораи ҳуҷайраҳо ба 47,55 миллион расид ва ин бузургиҳо дигар ба таври назаррас тағйир наёфтанд, ҳисобҳои минбаъда бо ҳамин шабака анҷом дода шуданд. Минтақаи runner бо тақрибан 28,28 миллион ҳуҷайра қисми калонтарини шабакаи умумиро ташкил медиҳад. Дар қубури ҷаббанда тақрибан 3,97 миллион ҳуҷайра истифода шудааст.

Ҳангоми арзёбии ҳалкунии наздик ба девор тақсимоти беандозаи y⁺ низ омӯхта шудааст. Равиши истиқлолияти шабака дар таҳқиқот аз он ҷиҳат қавӣ аст, ки нишон медиҳад, сарфи назар аз майдони хеле васеи ҳисоб, ҳал танҳо ба як шабакаи дағал такя намекунад.

Ҳалли CFD-и вобаста ба вақт чӣ гуна иҷро шудааст?

Ҳисобҳои вобаста ба вақт аз натиҷаҳои ҳалли статсионарӣ оғоз шудаанд. Runner ба чаҳорчӯбаи истинодии чархзананда ва дигар ҷузъҳо ба чаҳорчӯбаи истинодии собит таъин шуда, равиши multiple reference frame (MRF) истифода шудааст. Барои пайвастсозии фишор-суръат алгоритми SIMPLEC интихоб шудааст.

Гуфта мешавад, ки дар ҳисоби градиент равиши камтарин квадратҳо; дар аъзоҳои импулс bounded central difference; ва барои энергияи кинетикии турбулентӣ ва нисбати диссипатсияи махсус дискретизатсияи upwind-и дараҷаи дуюм истифода шудааст. Қадами вақт 0,001 сония буда, дар ҳар қадами вақт 15 итератсия иҷро шудааст.

Ҳисоби умумии вобаста ба вақт барои 12 гардиши runner ё 5,28 сония идома дода шудааст. Барои он ки гузаришҳои ибтидоӣ ба натиҷаҳо таъсир нарасонанд, маълумоти фишори се гардиши аввал ба таҳлилҳои баъдӣ дохил карда нашудааст.

Самаранокии турбина чӣ гуна муайян шудааст?

Дар таҳқиқот самаранокии турбина бо муносибати зерин муайян шудааст:

\[ \eta = \frac{P}{\rho g H Q} \]

Дар ин ҷо η самаранокии турбинаро, P иқтидори баромади меҳварро, ρ зичии моеъро, g шитоби ҷозибаро, H напорро ва Q сарфро ифода мекунад.

Қувваи меҳвар бошад:

\[ P = \frac{2\pi nT}{60} \]

ба ин шакл дода шудааст. Дар ин ҷо n суръати гардиши runner-ро, T бошад моменти runner мебошад.

Нархи туберкулҳо аз ҷиҳати самаранокӣ чӣ аст?

Туберкулҳо ҳангоми коҳиш додани лаппиши фишор талафоти хурд, вале ғайрисифрии самаранокии гидравликиро ба вуҷуд овардаанд. Дар таҳқиқот гуфта мешавад, ки талафоти самаранокӣ дар доираи васеи бор аз %0,19 то %1,45 тағйир меёбад. Бузургтарин талафот дар нуқтаи бори пасти 28% Pr ва хурдтарин таъсир дар наздикии шароити номиналии 100% Pr мушоҳида шудааст.

Дар нуқтаҳои бори пасти 28% ва 40% Pr конфигуратсияи PB аз ҷиҳати самаранокӣ нисбат ба PA бартарӣ дорад. Аммо дар арзёбии умумии лаппиши фишор ва устувории ҷараён муҳаққиқон PA-ро интихоб мекунанд. Ин фарқ муҳим аст: ҳадафи оптимизатсияи таҳқиқот танҳо самаранокии максималӣ нест, балки кори устувор дар доираи васеи бор ва коҳиши лаппишҳои фишор мебошад.

Чаро тақсимоти фишор дар парра тағйир меёбад?

Дар бори паст байни канори пеш ва канори қафои парраҳои асосӣ ва ҷудокунанда градиентҳои назарраси фишор пайдо мешаванд. Муҳаққиқон мегӯянд, ки туберкулҳо махсусан фишорро дар сатҳи ҷаббиши наздик ба канори қафои парраҳо тағйир медиҳанд ва ин тағйир рафтори кори манфии парраҳоро зиёд мекунад.

Ҳар қадар ҷойгиршавии даврии туберкулҳо зичтар шавад, ин таъсир дар бори паст равшантар мегардад. Аммо дар бори номиналӣ ҳамин тамоюл барои ҳамаи конфигуратсияҳо нигоҳ дошта намешавад; бинобар ин таъсири туберкулҳо ба боргузории парра аз нуқтаи корӣ вобаста аст.

Сохторҳои гирдоб чӣ гуна муайян шудаанд?

Барои муайян кардани минтақаҳои гирдоб дар runner ва қубури ҷаббанда Q-критерий истифода шудааст:

\[ Q=\frac{1}{2}\left(\lVert\Omega\rVert^2-\lVert S\rVert^2\right) \]

Дар ин ҷо S тензори суръати деформатсияи симметрии градиенти суръатро, Ω бошад тензори гардиши антисимметриро ифода мекунад. Минтақаҳои мусбати Q барои муайян кардани сохторҳои гирдобие истифода мешаванд, ки дар онҳо таъсири гардиш аз таъсири деформатсия бартарӣ дорад.

Дар бори паст дар гузаргоҳҳои парраҳои runner сохторҳои калони гирдоб пайдо шуда, мушоҳида шудааст, ки онҳо аз минтақаи даромадгоҳи сатҳи ҷаббиш оғоз шуда, дар тӯли баландии парра инкишоф меёбанд. Бо наздик шудан ба бори номиналӣ аз сабаби кунҷи мувофиқтари даромад миқёси ин сохторҳо хурд шудааст.

Мушоҳида шудааст, ки туберкулҳо гирдобҳои мавҷудаи парраро дар дохили runner ба таври назаррас аз байн намебаранд ва ҳатто дар бори паст метавонанд баъзе сохторҳои гирдобиро дар наздикии ҳалқаи поёнӣ каме қавӣ кунанд. Аммо дар қубури ҷаббанда, махсусан дар гирдобҳои калонмиқёси наздик ба девори даромад, тағйироти назаррас ба вуҷуд омадааст.

Гирдобҳо дар қубури ҷаббанда чӣ гуна тағйир ёфтаанд?

Дар модели прототипии PT ҳангоми бори паст гирдобҳои калонмиқёс дар атрофи девори даромадгоҳи қубури ҷаббанда ҷамъ мешаванд. Илова кардани туберкул ин гирдобҳои девориро фурӯ нишонда, дар паси туберкул гирдобҳои нави сутуншакл ба вуҷуд овардааст. Муҳаққиқон гузориш медиҳанд, ки шиддати гирдоби ин сохторҳои нав пасттар аст.

Ин натиҷа нишон медиҳад, ки туберкулҳо ҷараёнро комилан бе гирдоб намекунанд. Геометрия сохторҳои калони шиддаташон баландро бо сохторҳои дигари ҷараёни шиддаташон пасттар иваз мекунад. Аз ин рӯ, механизми таҳқиқот бояд на ҳамчун “комилан нест кардани гирдобҳо”, балки ҳамчун азнавташкилдиҳии сохтор ва энергияи гирдоб шарҳ дода шавад.

Чаро тағйирот дар майдони суръат муҳим аст?

Дар бори паст ҷузъи суръати даврӣ дар баромади runner калон буда, бо ҷараёни қавии чархзананда дар даромадгоҳи қубури ҷаббанда алоқаманд аст. Моделҳои туберкулдор суръати даврии наздик ба деворро кам кардаанд. Дар тарҳи PA ин коҳиш дар шароити 28% Pr тақрибан %79 ва дар шароити 40% Pr тақрибан %92 гузориш шудааст.

Дар таҳлили суръати мутлақи вобаста ба вақт дар шароити 28% Pr гуфта шудааст, ки PA дар минтақаи наздик ба девор дар мавқеи 0,3D тақрибан %97,59 ва дар мавқеи 0,5D тақрибан %94,11 коҳиш таъмин кардааст. Ин фоизҳо ба бузургии суръат тааллуқ доранд ва набояд бо фоизҳои коҳиши лаппиши фишор, ки дар поён дода шудаанд, омехта шаванд.

Дар бори номиналӣ вазъ мураккабтар аст. Туберкулҳо ҳангоми коҳиш додани суръат дар наздикии девор метавонанд суръатро дар минтақаи марказӣ зиёд кунанд. Аз сабаби қисман танг шудани масоҳати гузариши ҷараён бо туберкулҳо, дар баъзе минтақаҳои марказӣ суръати маҳаллӣ афзудааст. Аз ин рӯ, механизми PA, ки дар бори паст бартарӣ дорад, дар бори номиналӣ комилан ҳамон рафторро нишон намедиҳад.

Энергияи кинетикии турбулентӣ чиро нишон медиҳад?

Дар тақсимоти энергияи кинетикии турбулентӣ дар дохили runner фарқи байни чор конфигуратсия дар бори паст маҳдуд аст. Дар қубури ҷаббанда бошад таъсири туберкулҳо равшантар аст. Дар бори паст байни даромадгоҳи қубури ҷаббанда ва 0,3D туберкулҳо тақсимоти энергияи кинетикии турбулентиро ба таври назаррас тағйир медиҳанд.

Мувофиқи шарҳи таҳқиқот, талафоти иловагии энергияи кинетикии турбулентӣ, ки туберкулҳо ба вуҷуд меоранд, махсусан дар қисми конусии рости қубури ҷаббанда яке аз сабабҳои асосии пастшавии самаранокӣ мебошад. Он ки конфигуратсияи PB дар баъзе минтақаҳо энергияи кинетикии турбулентии камтар нишон медиҳад, барои тавзеҳи бартарии PB аз ҷиҳати самаранокӣ истифода шудааст.

Коэффисиенти лаппиши фишор чӣ гуна ҳисоб шудааст?

Тағйироти фишор дар ҳамаи нуқтаҳои мониторинг нисбат ба напори турбина нормализатсия шуда, коэффисиенти лаппиши фишор Cp истифода шудааст:

\[ C_p(i)=\frac{p(i)-\bar{p}}{\rho gH} \]

Дар ин ҷо p(i) фишори лаҳзавиро, \bar{p} фишори миёнаро, ρ зичиро, g шитоби ҷозибаро ва H напори турбинаро ифода мекунад. Баъдан сигналҳои фишор дар соҳаи вақт бо табдили босуръати Fourier (FFT) дар соҳаи басомад таҳлил шудаанд.

Муҳимтарин натиҷаи лаппиши фишор чист?

Дар таҳқиқот ҳамкории rotor-stator ҳамчун бузургтарин манбаи лаппиши фишор дар дохили турбина пеш гузошта мешавад. Дар даромадгоҳи қубури ҷаббанда 13 f_n яке аз ҷузъҳои равшантарин аст; 26 f_n бошад ҳамчун ҷузъи хурдтаре, ки бо шумораи умумии парраҳои асосӣ ва ҷудокунанда алоқаманд аст, баррасӣ шудааст.

Барои тарҳи PA дар ҷузъи 13 f_n дар даромадгоҳи қубури ҷаббанда вобаста ба нуқтаи корӣ %12,55–%30,72 ва дар ҷузъи 26 f_n %15,53–%62,24 коҳиш гузориш шудааст.

Дар қисмҳои поёнтари қубури ҷаббанда дар баъзе нуқтаҳои мониторинги деворӣ коҳишҳои маҳаллии бештар ба даст омадаанд. Барои PA дар нуқтаи D6-и минтақаи 0,3D, дар шароити 28% Pr ва 13 f_n Cp аз 0,216% то 0,024% поён рафта, тақрибан %88,81 кам шудааст. Дар нуқтаи D7-и минтақаи 0,5D, дар шароити 40% Pr ва ҷузъи 4 f_n Cp аз 0,133% то 0,008% поён рафта, тақрибан %94,11 кам шудааст.

Оё ибораи “PA беҳтарин аст” дар ҳар нуқтаи ченкунӣ дуруст аст?

Не. Интихоби PA ҳамчун конфигуратсияи беҳтарин аз ҷониби муҳаққиқон ба рафтори умумӣ дар ҳамаи нуқтаҳои бор ва минтақаҳои мониторинг асос ёфтааст. Дар баъзе шароити алоҳида PB ё PC коҳиши маҳаллии бештар медиҳад.

Масалан, дар шароити 28% Pr дар нуқтаи мониторинги D2 дар 0,3D барои 13 f_n қимати Cp-и прототип 0,209% аст. Дар ҳамин нуқта PA 0,026%, PB 0,016% ва PC 0,042% додааст. Дар ин нуқтаи алоҳида Cp-и пасттарин ба PB тааллуқ дорад. Бо вуҷуди ин, азбаски PB дар нуқтаҳои дигари мониторинг Cp-ро ба таври ҷиддӣ зиёд мекунад, таҳқиқот дар тавсияи умумии доираи васеи бор PA-ро интихоб мекунад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Дар модели ададии омӯхташуда туберкулҳое, ки ба девори қубури ҷаббанда илова шудаанд, метавонанд тақсимоти лаппишҳои фишорро ба таври назаррас тағйир диҳанд.
• Тарҳи PA дар арзёбии умумии доираи васеи бор ҳамчун муваффақтарин конфигуратсияи фурӯнишонии лаппиши фишор муайян шудааст.
• Дар бори паст туберкулҳо суръати даврии наздик ба девори қубури ҷаббанда ва гирдобҳои калонмиқёси шиддаташон баландро коҳиш медиҳанд.
• Таъсири туберкулҳо ба гирдобҳои парра дар дохили runner нисбат ба таъсири онҳо дар қубури ҷаббанда маҳдуд аст.
• Беҳбудии лаппиши фишор бо талафоти муайяни самаранокии гидравликӣ ҳамроҳ мешавад.
• Фосилаҳои гуногуни даврии туберкул дар як нуқта натиҷаи якхела намедиҳанд ва геометрияи оптималӣ метавонад вобаста ба меъёри кор тағйир ёбад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

• Таҳқиқот исбот намекунад, ки геометрияи туберкул дар нерӯгоҳи воқеии барқи обӣ лаппиши фишорро бо ҳамин нисбатҳо коҳиш медиҳад.
• Натиҷаҳои симулятсия ченкунии таҷрибавии ларзиш, деформатсия ё умри хастагӣ дар турбинаи прототипӣ нестанд.
• Аз коҳиши лаппиши фишор афзоиши мушаххаси умри хизмат бевосита ҳисоб карда нашудааст.
• Таҳқиқот нишон намедиҳад, ки тарҳи 10° PA барои ҳамаи геометрияҳои турбинаи Francis оптимали универсалӣ аст.
• Рушди муфассали бисёрфазаи кавитатсия ва таъсири дарозмуддати туберкулҳо ба эрозияи кавитатсионӣ бо ин натиҷаҳо бевосита исбот нашудааст.
• Арзиши иқтисодии талафоти самаранокӣ ё таъсири он ба истеҳсоли солонаи энергия дар сатҳи нерӯгоҳ ҳисоб карда нашудааст.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Модели ҳисобӣ ва параметрҳои ададӣ

Натиҷаҳои барҷастаи лаппиши фишор барои конфигуратсияи PA

Ин қиматҳо як силсилаи ягонаи ченкунии пайваста дар мавқеъҳои гуногуни як шароити таҷрибавӣ нестанд. Азбаски борҳо, ҷузъҳои басомад ва нуқтаҳои мониторинг гуногунанд, фоизҳо набояд ҳамчун як каҷи умумии графикӣ шарҳ дода шаванд.

Фарқи байни беҳбудии маҳаллӣ ва оптимали умумӣ

Дар Ҷадвали 3 дар баъзе ченкуниҳои алоҳидаи дохили runner дида мешавад, ки PC то %88,21 коҳиш додааст. Ҳамин тавр, дар Ҷадвали 4 дар шароити 28% Pr, D2 ва 13 f_n PB тақрибан %92,18 коҳиш медиҳад. Аммо PB метавонад дар баъзе нуқтаҳои марказӣ ва поёнтари мониторинг Cp-ро бо нисбатҳои хеле калон зиёд кунад; масалан, дар ҷадвалҳои таҳқиқот дар баъзе нуқтаҳои корӣ афзоишҳои садҳофоиза гузориш шудаанд.

Аз ин рӯ, сабаби интихоби PA аз ҷониби муҳаққиқон як қимати ягонаи аз ҳама баландтари коҳиш нест, балки он аст, ки дар маҷмӯи васеътари бор ва мавқеъ аксаран лаппишҳоро кам мекунад ва баъзе нуқтаҳоро ба таври ҷиддӣ бад намекунад.

Номувофиқии терминология ва мансубияти басомад дар манбаъ

Дар қисмҳои гуногуни манбаъ барои парраи ҷудокунанда ҳам навишти “spitter blade” ва ҳам “splitter blade” истифода шудааст. Барои тағйир надодани маънои техникӣ дар ин ҷо истилоҳи тоҷикии “парраи ҷудокунанда” истифода шудааст; фарқи навишт дар манбаъ хомӯшона нодида гирифта намешавад.

Илова бар ин, дар бахши лаппиши фишор шарҳ дода мешавад, ки ҷузъи 13 f_n аз таъсири rotor-stator-и парраҳои асосӣ ба вуҷуд меояд, дар ҳоле ки дар бахши натиҷаҳо гуфта мешавад, ки 13 f_nба шумораи парраҳои ҷудокунанда мувофиқ аст. Азбаски дар модел ҳам шумораи парраҳои асосӣ ва ҳам ҷудокунанда 13 аст, мувофиқати ададии басомад тағйир намеёбад; аммо матни манбаъ дар бораи он ки механизм ба кадом гурӯҳи парра нисбат дода мешавад, комилан мувофиқ нест.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот

• Моделсозии майдони пурраи сеченака ва васеи ҷараёни турбина.
• Гузаронидани санҷиши истиқлолияти шабака барои сохтори шабакае, ки то 47,55 миллион ҳуҷайра мерасад.
• Арзёбии якҷояи самаранокӣ, момент ва сарф бо фишори парра, гирдоб, суръат, энергияи кинетикии турбулентӣ ва спектрҳои фишор.
• Муқоисаи се зичии гуногуни туберкул бо як геометрияи прототипӣ.
• Омӯзиши лаппишҳои фишор на танҳо бо амплитудаи умумӣ, балки аз рӯйи ҷузъҳои гуногуни басомад ва шумораи зиёди нуқтаҳои мониторинг.
• Гузориши алоҳида ва ошкори арзиши самаранокӣ барои беҳбудии устувории ҷараён.

Маҳдудиятҳои асосӣ

Муҳимтарин маҳдудияти таҳқиқот он аст, ки натиҷаҳо ба симулятсияи ададӣ асос ёфтаанд. Нишон дода нашудааст, ки тарҳи туберкулии омӯхташуда бо санҷиши модели физикӣ ё ченкунии саҳроии турбинаи пурраҳаҷм бевосита тасдиқ шудааст. Аз ин рӯ, коҳишҳои ҳисобшудаи Cp набояд ҳамчун қиматҳои дақиқи коре истифода шаванд, ки ҳатман дар истифодаи воқеии нерӯгоҳ бо ҳамин бузургӣ ба амал меоянд.

Илова бар ин, натиҷаҳо барои турбинаи мушаххаси Francis-и 175 MW ва напори 86 m ва геометрияи муайяни runner/қубури ҷаббанда ба даст омадаанд. Бо тағйир ёфтани миқёси геометрӣ, суръати хос, шакли қубури ҷаббанда, кушодашавии парраи роҳнамо, шароити кавитатсия ва хусусиятҳои корӣ, фосилаи оптималии туберкул метавонад тағйир ёбад; таҳқиқот геометрияи универсалиро ба турбинаҳои дигар интиқол намедиҳад.

Туберкулҳо ҳангоми коҳиш додани лаппиши фишор самаранокиро то андозае паст мекунанд. Аз ин рӯ, арзиши воқеии муҳандисии усул бояд на танҳо аз рӯйи коҳиши максималии Cp, балки бо арзёбии якҷояи талафоти самаранокӣ, борҳои сохторӣ, истеҳсол, рафтори кавитатсия ва эътимоднокии дарозмуддати истифода муайян карда шавад.

Қайди Манбаъ ва Усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Enhancing Pressure Pulsation Suppression of Wide-Load Operation for a Low-Head Francis Turbine with Tubercles Installed on Draft Tube

Муаллифон: Lei Tang; Xiu Wang; Xiaowen Huang; Tianyi Shi; Rui Zhao; Wen-Quan Wang.

Тартиби муаллифон: Тартиби боло ҳамон тавре ки дар манбаи боршуда дода шудааст, нигоҳ дошта шудааст.

Саҳми баробар/муаллифи якуми баробар: Дар версияи боршуда изҳороти саҳми баробар ё муаллифи якуми баробар вуҷуд надорад.

Муаллифи масъул: Wen-Quan Wang.

Суроғаи почтаи электронии муаллифи масъул: wqwangkm@126.com

Муассиса: State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering, College of Water Resource & Hydropower, Sichuan University, Chengdu 610065, China.

Навъи манбаи омӯхташуда: Preprint-и таҳқиқотӣ дар асоси динамикаи ададӣ/ҳисобии моеъҳо.

Вазъи рецензияи версияи омӯхташуда: Ин таҳқиқот версияи preprint-и аз рецензия нагузашта мебошад; натиҷаҳо бояд бо дарназардошти ин марҳилаи нашр арзёбӣ шаванд.

Платформаи preprint: SSRN.

Рақами сабти SSRN: 6934161.

Пайванди расмии preprint:SSRN 6934161

DOI-и preprint: Дар версияи боршуда маълумоти DOI мавҷуд нест; аз ин рӯ DOI-и preprint бе такя ба матни манбаъ илова нашудааст.

Версияи баъдии рецензияшуда: Дар санҷиши библиографӣ версияи ҳамин таҳқиқот бо ҳамин унвон дар маҷаллаи Energy нашршуда муайян шудааст.

DOI-и версияи рецензияшуда: 10.1016/j.energy.2026.142141.

Маҷалла: Energy.

Ношир: Elsevier.

Санаи нашри онлайнии версияи рецензияшуда: 2 Август 2026.

Пайванди расмии версияи рецензияшуда:10.1016/j.energy.2026.142141

Ҷудокунии версияҳо: Усули илмӣ, формулаҳо ва натиҷаҳои ададӣ дар ин шарҳи Verianla ба версияи боршудаи SSRN preprint асос ёфтаанд. Матни пурраи версияи рецензияшуда ҳангоми омода кардани ин мавод ҳамчун манбаи асосии илмӣ истифода нашудааст ва маълумоти илмии ду версия хомӯшона якҷо карда нашудаанд.

Маблағгузорӣ: Таҳқиқот дастгирии Grant No. 2024ZD0801800-ро дар доираи National Major Science and Technology Projects of China гузориш медиҳад.

Бархӯрди манфиатҳо: Дар версияи боршуда изҳороти ҷудогонаи бархӯрди манфиатҳо муайян нашудааст.

Дастрасии маълумот: Дар версияи боршуда изҳороти ҷудогонаи дастрасии маълумот вуҷуд надорад.

CRediT/саҳми муаллифон: Дар версияи боршуда ҷадвали муфассали саҳмҳои CRediT вуҷуд надорад.

Литсензия: Дар версияи омӯхташуда литсензияи кушодаи Creative Commons ё муодили он барои истифодаи дубора муайян нашудааст. Аз ин рӯ, шаклҳои манбаъ дар ин ҷо айнан нусхабардорӣ нашуда, натиҷаҳои ададӣ бо ҷадвалҳои намоёни HTML шарҳ дода шудаанд.

Ҳадди усули илмӣ: Таҳқиқот ба ҷойи прототипи физикӣ ё таҷрибаи саҳроӣ ба симулятсияи сеченакаи ададӣ асос меёбад. Аз ин рӯ, қиматҳои коҳиши лаппиши фишор, суръат ва гирдоб натиҷаҳои модели ҳисобии омӯхташудаанд ва набояд ҳамчун кафолати дақиқи кор дар турбинаи нерӯгоҳи воқеӣ шарҳ дода шаванд.

Қайди номувофиқии дохили манбаъ: Дар матн навиштҳои “spitter” ва “splitter” ҳамзамон истифода шудаанд. Илова бар ин, нисбат додани басомади бартаридоштаи 13 fₙ ба кадом гурӯҳи парра байни бахши натиҷаҳо ва шарҳи лаппиши фишор гуногун баён шудааст. Азбаски ҳар ду гурӯҳи парра 13 парра доранд, шумораи басомад тағйир намеёбад, аммо ин номуайянӣ аз ҷиҳати шарҳи физикӣ нигоҳ дошта шудааст.

Принсипи муҳтаво: Натиҷаҳои илмии мақола танҳо ба таҳқиқоти омӯхташуда асос меёбанд. Манбаи беруна танҳо барои санҷиши библиографии шахсияти таҳқиқот ва нашри баъдии Energy истифода шудааст; ба баёни асосии илмӣ аз таҳқиқоти дигар натиҷаи нав илова нашудааст.