ВПЛИВ ГІДРОДИНАМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЕЛЕМЕНТІВ ПРОТОЧНОЇ ЧАСТИНИ НА ЕНЕРГЕТИЧНІ ПОКАЗНИКИ ОБОРОТНИХ ГІДРОМАШИН
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Україна має достатній потенціал для розвитку відновлюваних джерел енергії. Відновлювана енергетика активно розвивається, попит на гідроенергетику, що акумулюється буде зростати, це обумовлено вимогами сучасних енергосистем до вирівнювання графіка для роботи в пікових зонах навантаження. Вирішення завдання створення високоефективного обладнання для ГАЕС багато в чому залежить від правильного вибору геометрії елементів проточної частини оборотної машини, які забезпечують необхідний рівень її енергетичних показників. В роботі розглянуті питання моделювання гідродинамічних характеристик лопатевих систем оборотної гідромашини. Зміна енергетичних параметрів у діапазоні основних робочих режимів універсальної характеристики значною мірою обумовлена зміною гідродинамічних характеристик оборотної гідромашини. Загальний підхід до опису гідродинамічних характеристик лопатевих систем базується на використанні безрозмірних параметрів, що характеризують потік у характерних перетинах проточної частини. Наведено вирази, які встановлюють зв'язок гідродинамічних характеристик з безрозмірними комплексами, та виражають загальні закономірності взаємодії потоку з робочим колесом оборотної машини. Розглядається вплив гідродинамічних параметрів лопатевих систем на формування енергетичних характеристик оборотної гідромашини. Аналіз гідродинамічних характеристик окремих елементів проточної частини дозволяє проаналізувати їхній вплив на енергетичні характеристики оборотної гідромашини. Результати такого аналізу є основою для вирішення великого кола питань, що виникають під час проектування оборотної гідромашини. У цій роботі наведено розрахунки енергетичних характеристик для проточних частин оборотних гідромашин ОРО200, ОРО500. Розрахункові дані свідчать про визначний вплив гідродинамічних параметрів просторових решіток на параметри оптимального режиму.
Блок інформації про статтю
Посилання
Zvit mizhnarodnoho enerhetychnoho ahent·stva (MEA) [Report of the International Energy Agency (IEA)]. Available at: https://www.iea.org/reports/global-energy-review-2020 (accessed 05.11.2021).
Natsional'nyy plan deystviy po vozobnovlyaemoy energetike na period do 2020 goda, utverzhdennyy Rasporyazheniem Kabineta Ministrov Ukrainy ot 01.10.2014 № 902-r [National Renewable Energy Action Plan 2020].
Energeticheskaya strategiya Ukrainy na period do 2035 goda, utverzhdennaya Rasporyazheniem Kabineta Ministrov Ukrainy ot 18.08.2017 № 605-r [Energy strategy of Ukraine for the period up to 2035].
Sydorov V. I. Tekhnolohiyi hidro- ta vitroenerhetyky [Hydro and wind energy technologies]. Cherkasy, Vertykal' Publ., 2016. 166 p.
Ryabenko O. A., Klyukha O. O., Tymoshchuk V. S. Rol' HAES v roboti enerhosystem [The role of PSP in the operation of power systems]. Vymiryuval'na ta obchyslyuval'na tekhnika v tekhnolohichnykh protsesakh. Kyiv. 2014, no. 2, pp. 167–170.
Landau Yu. A. Osnovnye tendentsii razvitiya gidroenergetiki Ukrainy [The main trends in the development of hydropower in Ukraine]. Nauchnye raboty. Kharkov. 2014, vol. 53, issue 40, pp. 82–86.
Kucheryava I. M., Sorokina N. L. Shlyakhy rehulyuvannya hrafikiv navantazhennya ta upravlinnya spozhyvannyam elektrychnoyi enerhiyi [Ways of adjusting load schedules and controlling the consumption of electric energy]. Hidroenerhetyka Ukrayiny. 2007, no. 4, pp. 36–44.
Rezvaya K., Cherkashenko M., Drankovskiy V., Tynyanova I., Makarov V. Using mathematical modeling for determination the optimal geometric parameters of a pump-turbine water passage. 2020 IEEE 4th International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS). (2020, Istanbul). Istanbul, 2020, pp. 212–216. doi: 10.1109/IEPS51250.2020.9263139
Tyn'yanova I. I., Ryezva K. S., Drankovs'kyy V. E. Vyznachennya hidrodynamichnykh kharakterystyk oborotnykh hidromashyn na osnovi metodiv matematychnoho modelyuvannya [Determination of hydrodynamic characteristics of reversible hydraulic machines based on mathematical modeling methods]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2021, no. 1, pp. 58–66. doi: 10.20998/2411-3441.2021.1.07
Dedkov V. N. Opredelenie raschetnykh parametrov obratimykh gidromashin dlya diapazona naporov N = 70–700 m [Determination of the design parameters of reversible hydraulic machines for the range of head H = 70–700 m]. Problemy mashinostroeniya. 2008, vol. 11, no. 1, pp. 7–11. 11. Hasmatuchi V. Hydrodynamics of a pump-turbine operating at off design conditions in generating mode. Lausanne, École polytechnique fédérale de Lausanne Publ., 2012. 168 p.
Hasmatuchi V. Hydrodynamics of a pump-turbine operating at off-design conditions in generating mode. Lausanne, École polytechnique fédérale de Lausanne Publ., 2012. 168 p.
Yang Wei, Xiao Ruofu. Multiobjective Optimization Design of a Pump–Turbine Impeller Based on an Inverse Design Using a Combination Optimization Strategy. Journal of Fluids Engineering. 2014, vol. 136, pp. 014501-1–014501-9.
Rusanov A., Rusanov R., Lampart P., Designing and updating the flow part of axial and radial-axial turbines through mathematical modeling. Open Engineering. 2015, vol. 5, pp. 399–410.
Khorev O. Numerical study of fluid flow in a spiral chamber of aradial-axial hydraulic machine. East European Journal of Advanced Technology. 2013, no. 1/8, pp. 41–45.
Pilev I., Rigin V., Sonin V., Semenova A., Skorospelov V., Chirkov D., Astrakova A. Experience in optimization design of turbine water passages shapes. Proc. of Hydro 2014 (13–15 October 2014, Cernobbio). Cernobbio, 2014. 8 p.
Starodubtsev Y. V., Gogolev I. G., Solodov V. G. Numerical 3D model of viscous turbulent flow in one stage gas turbine and its experimental validation. Journal of Thermal Science. 2005, vol. 14, pp. 136–141.
Bychkov I. M. Verification of the OpenFOAM application package on aerodynamic profile flow problems. XIX school-seminar "Aerodynamics of Aircraft". 2008.
Stefan D., Rudolf P. Proper Orthogonal Decomposition of Pressure Fields in a Draft Tube Cone of the Francis (Tokke) Turbine Model. Journal of Physics: Conference Series. 2015, vol. 579.
Kolychev V. A., Drankovskiy V. E., Marakhovskiy M. B. Raschet gidrodinamicheskikh kharakteristik napravlyayushchikh apparatov gidroturbiny [Calculation of the hydrodynamic characteristics of the wicket gate of the hydraulic turbine]. Kharkov, NTU "KhPI" Publ., 2002. 216 p.
Rezvaya K., Krupa Е., Drankovskiy V., Potetenko O., Tynyanova I. The numerical reseach of the flow in the inlet of the high-head hydraulic turbine. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: New solution in modern technologies. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2017, no. 7 (1229), pp. 97–102. doi: 10.20998/2413-4295.2017.07.13