DOI: https://doi.org/10.20998/%x

Визначення та аналіз впливу розрахункових параметрів на ефективність радіально-осьових гідротурбін

Konstantin Mironov, Yuliia Oleksenko

Анотація


Надається огляд зарубіжних досвідів, щодо спостереження та аналізу впливу різних параметрів на ефективність роботи гідротурбіни. Радіально-осьові гідротурбіни застосовуються для широкого діапазону змін напору та певних значень швидкості Конструкція робочого колеса є найбільш складним елементом при проектуванні гідротурбіни. Існує декілька важливих параметрів, які визначають енергетичні та кавітаційні характеристики робочого колеса. Обчислюються, аналізуються та порівнюються поля швидкостей та кути потоку, втрати напору, розподіл тиску та кавітаційні характеристики. Надаються рекомендації щодо допомоги конструкторам при проектуванні, або модернізації радіально-осьових гідротурбін, підсумовується загальний вплив розрахункових параметрів на ефективність гідротурбіни.

Ключові слова: CFD, гідротурбіна, робоче колесо, лопать, маточина, обід, сітка.

 

The design of the runner is the most difficult part of the process of designing turbines. There are several important parameters that determine the performance and cavitation characteristics of the runner. All of these geometrical parameters need to be optimized to ensure that the head, flow rate and power requirements of the system are met. The flow behavior and flow angles, head loss, pressure distribution and cavitation characteristics are calculated, analyzed and compared. To help hydraulic designers in the modernization of Francis turbine, the overall effect of the design parameters on turbine productivity is summarized and empirical formulas for operational characteristics are obtained.

Keywords: CFD, hydroturbine, runners, blade, hub, shroud, mesh.


Повний текст:

PDF

Посилання


Mironov, K. A. and Y. Y. Oleksenko. "Primenenie CFD pri proektirovanii jelementov protochnoj chasti gidroturbin. Bulletin of the National Technical University No. 20. "KhPI". Kharkov, NTU "KhPI", 2016,. 116–121. Print.

Ayli, E., et al. "CFD analysis of 3D flow for 1.4 MW Francis turbine and model turbine manufacturing." ASME 2015 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference. Print.

Daneshkah, K., and M. Zangeneh. "Parametric design of a Francis turbine runner by means of a three-dimensional inverse design method." 25th IAHR Symposium on Hydraulic Machinery Systems Vol. 12, 2010. Print.

Anup, K. C., B. Thapa, and Y. Lee. "Transient numerical analysis of rotor–stator interaction in a Francis turbine." Renewable Energy Vol. 65, 2014. 227–235. Print.

Farell, C., et al. "Hydromechanics of variable speed turbines (Project Report No 225)." Univer. of Minnesota St. Anthony Falls Hydraulic Laboratory, Department of Natural Resources, 1993. Print.

Obrovsky, J., et al. "Development of high specific speed Francis turbine for low head HPP." Engineering Mechanics Vol. 20(2), 2013. 139–148. Print.

Kurosawa, S., S. M. Lim, and Y. Enomoto. "Virtual model test for a Francis turbine." IOP Conference Series: Earth and Environmental Science Vol. 12(1). IOP Publishing, 2010. Print.

Zhang, H., and L. Zhang. "Numerical simulation of cavitating turbulent flow in a high head Francis turbine at part load operation OpenFOAM." Procedia Engineering Vol. 31, 2012. 156–165. Print.

Qian, Z. D., J. D., Yang, and W. X. Huai. "Numerical simulation and analysis of pressure pulsation in Francis hydraulic turbine with air admission." Journal of Hydrodynamics Ser. B, Vol. 19(4), 2007. 467–472. Print.

Su, W., et al. "Assessment of LES performance in simulating complex 3D flows in turbo-machines." Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics Vol. 6(3), 2012. 356–365. Print.

Ayli, E., K. Celebioglu, and S. Aradag. "Determination and generalization of the effects of design parameters on Francis turbine runner performance." Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics Vol. 10:1, 2016. 545-564. Print.

Keck, H., and M. Sick. "Thirty years of numerical flow simulation of Francis Turbines." Revista Facultad De Ingenieria-Universidad De Antioquia Vol. 51, 2010. 34–33. Print.


Пристатейна бібліографія ГОСТ






website: http://gm.khpi.edu.ua/