РОЗРОБКА НОВИХ КОНСТРУКЦІЙ ГОРИЗОНТАЛЬНИХ КАПСУЛЬНИХ ГІДРОТУРБІН
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Розглянуто ключові аспекти та шляхи підвищення енергетичної та експлуатаційної ефективності гідротурбінного обладнання
гідроелектростанцій. Здійснено детальний аналіз напрямків удосконалення основних показників, які характеризують переваги лопатевих
гідротурбін горизонтального типу. Особливу увагу приділено прямоточним повортно-лопатевим гідротурбінам з горизонтальним
розташуванням осі обертання гідроагрегату. Зазначено, що ці гідротурбіни володіють значущими перевагами порівняно з турбінами, які
використовують спіральну камеру для подачі води, зокрема високою пропускною здатністю та широким діапазоном експлуатації по
напорам та витратам. Основний акцент авторами статті зроблено на перевагах прямоточних капсульних гідротурбін та їхньому
потенційному використанні при високих напорах. Недоліком існуючих прямоточних гідроагрегатів є те, що вони працюють на низьких
напорах до 25 м, тому необхідно займатися розробкою нових конструкцій гідротурбін даного типу. В роботі розглянуто нові конструктивні
рішення, на які отримано патенти України, спрямовані на ефективне використання горизонтальних капсульних гідроагрегатів на вищих
напорах, до 280 м, з розширенням зони надійної експлуатації. Висвітлена проблематика підвищення енергетичних та експлуатаційних
показників гідротурбінного обладнання гідроелектростанцій ставить перед дослідниками важливі завдання щодо оптимізації конструкцій та
покращення їхньої ефективності. Запропоновано рекомендації щодо проведення чисельного моделювання в програмах CFD (Computational
Fluid Dynamics). Застосування CFD в даному контексті забезпечує детальне розуміння гідродинамічних процесів в проточних частинах
гідротурбін, щ о є к лючовим ф актором у їх удосконаленні. Такий інтегрований підхід до дослідження, який включає в себе як
експериментальні, так і чисельні методи, сприятиме розробці ефективних та надійних гідротурбін, відповідно до сучасних вимог сталого
розвитку енергетики.
Блок інформації про статтю
Посилання
Pandey B., Karki A. Hydroelectric Energy: Renewable Energy and the Environment. Wallingford, United Kingdom, CRC Press Publ., 2016. 419 р.
Spellman F. R. Environmental Engineering. Florida, CRC Press Publ., 2015. 750 р.
Caldwell J. Hydropower: Renewable Energy Essentials. United States, Larsen and Keller Education Publ., 2019. 257 р.
Sokol Ye., Cherkashenko M., Potetenko O., Drankovs'kyy V., Hasyuk O., Hryb O. Hidroenerhetyka. Tom 2. Hidravlichni mashyny [Hydropower engineering. Vol. 2. Hydraulic machines]. Kharkiv, Promart Publ., 2020. 534 p.
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.
Potetenko O. V., Drankovs'kyy V. E., Koval'ov S. M., Krupa Ye. S., Vakhrusheva O. S., Shevchenko N. H. Tendentsiyi prosuvannya horyzontal'nykh pryamotochnykh i vertykal'nykh radial'no-os'ovykh hidroturbin na vysoki napory z shyrokym diapazonom ekspluatatsiyi [Trends in the promotion of horizontal direct-flow and vertical radial-axial hydraulic turbines for high heads with a wide range of operation]. Visnyk Sums'koho derzhavnoho universytetu. Seriya: Теkhnichni nauky [Sumy State University Bulletin. Series: Technical sciences]. Sumy, SumDU Publ., 2010, no. 3, pp. 125–135.
Krupa Y. Development of horizontal bulb hydroturbines for high heads with a wide range of reliable operation modes. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2022, no. 2, pp. 33–38.
Drankovs'kyy V. E., Tyn'yanova I. I., Dyuzhev V. H., Ryezva K. S. Innovatsiynyy pidkhid do rozrobky novykh skhem horyzontal'nykh pryamotochnykh hidroturbin [An innovative approach to the development of new schemes of horizontal direct-flow hydraulic turbines]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2022, no. 2, pp. 66–70.
Cherkashenko M. V., Potetenko O. V., Krupa Ye. S., Hasyuk O. I. Vysokonapirnyy horyzontal'nyy pryamotochnyy hidroahrehat [High- head horizontal direct-flow hydraulic unit]. Patent UA, no. 147849, 2021.
Cherkashenko M. V., Potetenko O. V., Krupa Ye. S., Hasyuk O. I., Yakovlyeva L. K. Vysokonapirnyy horyzontal'nyy pryamotochnyy hidroahrehat z diahonal'no-os'ovym robochym kolesom [High-head horizontal direct-flow hydraulic unit with a diagonal-axial runner]. Patent UA, no. 147850, 2021.
Cherkashenko M. V., Potetenko O. V., Krupa Ye. S., Hasyuk O. I. Vysokonapirnyy horyzontal'nyy pryamotochnyy hidroahrehat z diahonal'no-os'ovym robochym kolesom [High-head horizontal direct-flow hydraulic unit with a diagonal-axial runner]. Patent UA, no. 139840, 2020.
Pinto R., Afzal A., D'Souza L. Computational Fluid Dynamics in Turbomachinery: A Review of State of the Art. Archives of Computational Methods in Engineering. 2017, no. 24, pp. 467–479.
Keck H., Sick M. Thirty years of numerical flow simulation in hydraulic turbomachines. Acta Mechanica. 2008, no. 201, pp. 211–229.