Power measurement of hydrokinetic turbines with free-surface and blockage effect

توربین های هیدروکینتیک عمودی در یک آرایه که از یک طرف کانال یا رودخانه به سمت دیگر گسترش می یابند، یک اثر انسداد ثابت به عنوان یک نتیجه از توربین های مجاور و یک اثر سطح آزاد متغیر به دلیل تغییر سطح آب بالای توربین ها رخ می دهد. برای برنامه های کاربردی جزر و مد، سطح آب بالای تیغه های توربین به طور مداوم در طول روز تغییر می کند؛ برای برنامه های کاربردی رودخانه، سطح آب به صورت فصلی تغییر می کند. در این مطالعه، یک توربین عمودی که در مجموعه ای از توربین ها با فاصله یک طرفه قطر بین دو توربین مجاور کار می کند مدل سازی می شود. توربین مدل در تونل آب در سطوح مختلف آب آزمایش شده است. نتایج نشان می دهد که کاهش میزان آب باعث بهبود ضریب توان توربین در هنگام توربینی به طور کامل در زیر آب می شود - ضریب توان به دلیل اثر سطح آزاد افزایش می یابد، با روند در توافق با نظریه جریان جریان دیسک یک بعدی. با این حال، ضریب توان به طور قابل توجهی کاهش می یابد زمانی که توربین تنها بخشی از آب زیرزمینی است. در این شرایط خاص، هوا نفوذ شده به آب توسط تیغه های توربین آب را از سطح تیغه جدا می کند. یک دوربین با سرعت بالا، تفکیک جریان را به تصویر می کشد در حالی که یک مبدل گشتاور لحظه ای توربین را اندازه گیری می کند.