بررسی آزمایشگاهی گرداب و آشغالگیر در آبگیرهای افقی(مطالعه موردی نیروگاه سد گتوند)

امروزه کشورها به دنبال یافتن راه هایی برای پاسخگویی به افزایش مصرف انواع انرژی، از جمله انرژی الکتریکی، بدون آسیب به محیط زیست هستند. یکی از این راه ها تولید این انرژی با استفاده از نیروگاه های برق آبی می باشد. هنگام بهره برداری از نیروگاه های برق آبی، آب توسط آبگیرهایی از مخزن به سمت توربین هدایت می شود که این جریان در ورودی آبگیرها در معرض خطر ایجاد گرداب قرار می گیرد. از آنجا که ایجاد گرداب باعث بر هم زدن نظم جریان و ورود هوا و آشغال به داخل آبگیر می شود لذا شرایط بهره برداری از آبگیرها باید به گونه ای طراحی شود که جریان های گردابی به حداقل رسیده و یا از بین برود. مطالعات زیادی برای جلوگیری از شکل گیری گرداب در آبگیرها انجام شده و روش های مختلفی جهت کنترل این پدیده ارائه شده است. وجود ساز? آشغالگیر نیز در ورودی آبگیرهای نیروگاهی لازم و ضروری می باشد. با توجه به اینکه آشغالگیر سطح خالص ورودی آبگیر را کاهش می دهد، باعث ایجاد افت در مسیر جریان می شود که اندازه-گیری مقدار این افت نیز جهت طراحی صحیح سازه های هیدرولیکی لازم به نظر می رسد. با توجه به پیچیده بودن پدید? گرداب و وجود دامن? تغییرات قابل توجه در نتایج به دست آمده از محققین قبلی در این زمینه لزوم بررسی مجدد آن احساس می شود در پژوهش حاضر با ساخت مدل هیدرولیکی آبگیرهای نیروگاه برق آبی سد گتوند با مقیاس 1:25، پدید? گرداب مورد مطالعه قرار گرفته و اثر پارامترهای مختلف بر آن بررسی شده است. این مدل شامل یک مخزن، چهار آبگیر مشابه با مقطع ورودی مستطیل شکل و پمپ های تامین دبی می باشد. آزمایشات در ترازها و دبی های مختلف جهت بررسی پدید? گرداب انجام شده و اثر پارامترهایی چون وجود آشغالگیر، ترکیبات مختلف بهره برداری و تغییرات عمق استغراق در فرودهای مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. در این تحقیق همچنین با ساخت 9 آشغالگیر با درصد گرفتگی های مختلف و به کمک دستگاه اندازه گیری فشار دینامیکی ( transducer ) مقادیر افت آشغالگیرها اندازه گیری و مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده از این مطالعه حاکی از آن است که با انتخاب ترکیب بهره برداری مناسب که در آن تقارن و یکنواختی خطوط جریان حفظ شود، می توان قدرت گرداب های احتمالی را در حدود یک درجه کاهش داد. قرار دادن راستای ورودی آبگیر در جهت جریان ورودی و یا کانال تقرب می تواند این شرایط را به وجود آورد. همچنین با توجه به انجام آزمایشات فراوان و تحلیل نتایج آزمایش های مدل های دیگر، روابط تجربی جدیدی بر حسب تغییرات عدد فرود برای محاسب? عمق استغراق بحرانی نسبی آبگیرهای افقی به طور کلی، و یا برای مدل های مشابه آبگیر گتوند ارائه شد. وجود آشغالگیر نیز قدرت گرداب ها را یک درجه کاهش داده و با اندازه گیری مقدار افت آن در گرفتگی های مختلف رابطه ای جدید بر حسب تغییرات درصد گرفتگی جهت محاسب? مقدار افت آنها ارائه شد.