| dc.description.abstract | Denne masteroppgaven har som mål å omgjøre en aksial sentrifugalpumpe til en vannturbin. Den ser på utviklingsprosessen for et utvalg konsepter presentert i forarbeidet til masteren skrevet høst 2023. Fra prosjektoppgaven ble tre forskjellige konsepter sett på som lovende i forhold til strømning og funksjonalitet. Gjennom prosessen er det blitt gjennomført styrkeberegninger, CFD-simulering og videreutvikling av design basert på teori for å komme fram til det optimale konseptet. Hovedfokuset har vært å forbedre turbinhuset, rotasjonsmekanismen og ledeskovlene i turbinen. For turbinhuset ble det fokusert på designet i forhold til strømning og å bevare energien til vannet. Rotasjonsmekanismen i konseptene ble designet for funksjonalitet og ble deretter testet i forhold til styrke. Fra prosjektoppgaven ble det bestemt å bruke NACA-profiler som ledeskovler. Der av ble det ikke gjort endringer i designet. Det ble bestemt å se på den mekaniske delen av ledeskovlene i form av opplagring og tetting i mellom kammerene akslingen til ledeskovlene går igjennom.
For rotasjonsmekanismen ble løsningen for konsept 1 sett på som den beste i forhold til resultatene fra simuleringene, i tillegg til at designet er enkelt og funksjonelt. Konsept 1 og 2 bruker de samme ledeskovlene og ut fra resultatene ble det bestemt at NACA0025 er den beste tykkelseprofilen blant de som ble testet. Å ha et semi-aksielt innløp til impeller resulterte i bedre strømning, som gjorde at konsept 2 og 3 hadde mindre turbulent strømning. Totalt sett ble det konkludert at konsept 2 med semi-aksielt innløp har størst potensial, da det har en funksjonell rotasjonsmekanisme i tillegg til at den testet best i forhold til ledeskovlene og turbinhuset. | |
| dc.description.abstract | This master's thesis aims to convert an axial centrifugal pump into a water turbine. It presents the development process of a selection of concepts presented in the preliminary work of the master's thesis written in autumn 2023. From the project assignment, three different concepts were considered promising in terms of flow and functionality. Throughout the process, strength calculations, CFD simulation, and further design refinement based on theory have been conducted to arrive at the optimal concept. The main focus has been on improving the turbine housing, the rotation mechanism, and the guide vanes in the turbine. For the turbine housing, emphasis was placed on the design in relation to flow and preserving the energy of the water. The rotation mechanism in the concepts was designed for functionality and subsequently tested for strength. From the project assignment, it was decided to use NACA profiles as guide vanes. Therefore, no changes were made to the design. It was determined to look at the mechanical aspect of the guide vanes, specifically the support and sealing between the chambers through which the guide vane shaft passes.
For the rotation mechanism, the solution for Concept 1 was deemed the best based on the simulation results, as well as its simple and functional design. Both Concept 1 and Concept 2 use the same guide vanes, and based on the results, it was determined that NACA0025 has the best thickness profile among those tested. Having a semi-axial inlet to the impeller resulted in improved flow, which lead to Concept 2 and Concept 3 had less turbulent flow. Overall, it was concluded that Concept 2 with a semi-axial inlet has the highest potential, as it features a functional rotation mechanism and performed best in terms of the guide vanes and turbine housing. | |