МОДЕРНІЗАЦІЯ ЛОПАТЕВОЇ СИСТЕМИ РОБОЧОГО КОЛЕСА ВИСОКОНАПІРНОЇ ГІДРОТУРБІНИ

Анотація

Гідроенергетика грає важливу роль у енергетичній галузі. Ефективне використання гідроелектростанцій може забезпечити суттєву економію паливо-енергетичних ресурсів. Гідроелектростанції забезпечують виробіток електроенергії, регулювання частоти та потужності мережі, покриття пікових навантажень, аварійний резерв. Розвиток та впровадження новітніх технологій в цій галузі сприяє ефективному використанню водних енергетичних ресурсів. Значною перевагою гідроенергетики є відновлюваність джерела енергії. В Україні наявний значний потенціал водних ресурсів для розвитку гідроенергетичної галузі. Гідротурбіни, які розробляють і постачають на ринок, мають забезпечувати високі техніко-економічні показники, надійність і довговічність, що забезпечить високу конкурентоспроможність гідротурбін на зовнішньому і внутрішньому ринках. Для розв'язання цих завдань широко використовують методи чисельного та фізичного моделювання. Розвиток методів математичного моделювання дає змогу проводити багатовимірні чисельні дослідження впливу геометричних параметрів на формування енергетичних характеристик у процесі проєктування елементів проточної частини гідротурбіни. Сучасні технології моделювання та аналізу надають можливість для детального вивчення впливу зміни елементів конструкції проточної частини на енергетичні характеристики гідротурбін. Впровадження конструктивних змін також має на меті зменшення експлуатаційних витрат та подовження терміну служби. Центральним елементом радіально-осьових турбін є робоче колесо з лопатевою системою, від якої залежить продуктивність, надійність та довговічність установки. Зміна форми та розташування лопатей робочого колеса може призвести до зменшення енергетичних втрат, підвищення ККД та зниженню кавітації. У багатьох випадках використання чисельного експерименту є ефективною заміною фізичного. Результати чисельного і фізичного експерименту щодо впливу геометричних параметрів на енергетичні характеристики широко використовуються в загальноприйнятому підході до вдосконалення проточної частини гідротурбіни, що ґрунтується на внесенні змін до геометрії та подальшій оцінці цих змін. У роботі розглядається поліпшення енергокавітаційних характеристик лопатевої системи радіально-осьової гідротурбіни за рахунок модернізації її геометричних параметрів.