ВДОСКОНАЛЕННЯ РОБОЧОГО ПРОЦЕСУ ГІДРОТУРБІН ТА СИСТЕМ ЇХ РЕГУЛЮВАННЯ

Анотація

в міжлопатевих каналах робочого колеса. Показано причини виникнення великомасштабних вихрових структур в меридіональних перетинах спіральних камер радіально-осьових гідротурбін на напори 400–500 м. Внаслідок цього явища в перерізі спіральної камери потік спрямований в області стінок до робочого колеса, а в центральній частині від робочого колеса, тобто спіральна камера виконуючи свої функції підведення потоку функціонує лише частиною перетину – пристіночної зони, в якій завихрений пристінковий потік зі збільшеною швидкістю і втратами енергії надходить в канали робочого колеса. Ці висновки в роботі аргументовані чисельними експериментальними даними. Втрати енергії в спіральній камері досягають 3–5 % і складна вихрова структура, що надходить в робоче колесо приводить до зниження енергетичних показників. В роботі розглядається підвід потоку до робочого колеса за допомогою розташованих по кільцю перед робочим колесом соплових апаратів, що збільшують швидкість в п'ять і більше разів і забезпечують низькі втрати в підвідних органах (близько 0,5 %) практично рівномірний потік перед робочим колесом з моментом кількості руху, що забезпечує оптимальну роботу гідротурбіни. Удосконалення робочого процесу і систем регулювання представлено в цій роботі з використанням нових конструктивних рішень, на які отримані більш десяти патентів України на винахід. У тому числі в результаті дослідження робочих процесів радіально-діагональних гідротурбін, що дозволили застосовувати лопатеві турбіни на напори понад 400–500 м аж до 800–1000 м з високими енергокавітаційними показниками з широкими зонами експлуатації по витратам (потужностям) і напору, зі збільшеним на 2–7% середньоексплуатаційним ККД. Розглянуто також робочий процес нового типу діагонально-осьової гідротурбіни з досить широким діапазоном експлуатації по витратам та напору з істотно підвищеним середньоексплуатаційним ККД, підвищеною надійністю експлуатації, що ілюструється прогнозною універсальною характеристикою, що дозволяє застосувати поворотно-лопатеві гідротурбіни на напори до 230–250 м. Таким чином, проведене вдосконалення робочого процесу гідротурбін і систем їх регулювання переконливо доводить перевагу нових науково-технічних рішень в порівнянні з раніше застосовуваними.