ДОСЛІДЖЕННЯ ГІДРОДИНАМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК РОБОЧОГО КОЛІСА ОБОРОТНОЇ ГІДРОМАШИНИ

Анотація

Розглянуто актуальну проблему розвитку та відновлення гідроакумулюючих електростанцій (ГАЕС) в Україні, зокрема в умовах війни, що суттєво пошкодила енергетичну інфраструктуру та створила дефіцит потужностей. ГАЕС відіграють важливу роль у стабілізації енергосистеми, оскільки вони накопичують енергію під час низького навантаження і оперативно використовують її в пікові періоди або при аваріях. Водночас вони сприяють підвищенню енергетичної автономії країни та інтеграції відновлюваних джерел енергії. Акцентується, що при модифікації робочого колеса (РК) таких гідромашин (ГМ) виникає потреба у зміні геометрії окремих решіток. Кількісна оцінка внесених змін має базуватися на кінематичному й енергетичному аналізі кожної з решіток, що формують РК. Аналіз енергетичних і кінематичних характеристик просторової решітки РК дозволяє визначити внесок кожної окремої решітки (периферійної чи втулкової) у забезпечення необхідних експлуатаційних показників. Застосування безрозмірних параметрів для визначення гідродинамічних характеристик елементарних решіток РК дає змогу виявити закономірності робочого процесу та оцінити вплив геометрії РК і режимних параметрів ГМ на енергетичні характеристики. Встановлено, що оптимальний режим досягається за приблизно однаковою величиною позитивної циркуляції для всіх решіток; що складають просторову решітку РК. Виконане чисельне моделювання просторової течії в'язкої рідини в РК оборотних ГМ. Результати досліджень дозволили проаналізувати розподіл швидкості у РК. Підтверджено сталий характер течії вздовж вихідної кромки РК, що свідчить про узгодженість елементарних решіток на оптимальному режимі роботи, який забезпечує високі енергетичні показники ГМ. Порівняльний аналіз отриманих результатів за різними моделями з результатами фізичного експерименту показав задовільну збіжність, що свідчить про доцільність застосування обраних методів для дослідження оборотних гідромашин.