РОЗРОБКА КОНСТРУКЦІЇ РАДІАЛЬНО-ДІАГОНАЛЬНОЇ ГІДРОТУРБІНИ ДЛЯ ЕФЕКТИВНОЇ РОБОТИ НА ВИСОКИХ НАПОРАХ

Анотація

Представлено розробку нової конструкції гідротурбіни, спрямовану на підвищення енергетичної та експлуатаційної ефективності для роботи на високих напорах. Здійснено комплексний аналіз проблем, характерних для традиційних високонапірних гідротурбін, зокрема радіально-осьових та поворотно-лопатевих турбін, які мають обмежений діапазон експлуатації та схильні до кавітаційних явищ при відхиленні від оптимальних режимів роботи. Основна увага приділена створенню високонапірної радіально-діагональної гідротурбіни, конструкція якої включає дворядну лопатеву систему та проміжний направляючий апарат для забезпечення широкого діапазону експлуатації та підвищення стійкості потоку. Прогнозна універсальна характеристика РОД 400 порівняно з традиційною турбіною РО 400 продемонструвала суттєві переваги нової конструкції, зокрема ширший діапазон ефективної роботи. Важливою перевагою розглянутої конструкції є здатність підтримувати високий коефіцієнт корисної дії в широкому діапазоні напорів та витрат води, що забезпечує універсальність застосування даної гідротурбіни для різних типів гідроелектростанцій. Запропонована турбіна демонструє підвищену стійкість до кавітації завдяки вдосконаленій формі лопатей та трьохелементній комбінаторній залежності. Розглянуто процес створення тривимірної моделі гідротурбіни в середовищі SolidWorks, що дозволяє здійснити точне відображення геометрії та підготувати модель до подальшого чисельного аналізу методами обчислювальної гідродинаміки. Для подальшого вдосконалення запропоновано використання чисельного моделювання в CFD-програмах (наприклад, Ansys CFX) для аналізу гідродинамічних процесів у проточній частині та оцінки енергокавітаційних показників. Перспективи дослідження включають створення фізичного прототипу та експериментальну валідацію результатів, що сприятиме впровадженню радіально-діагональних гідротурбін у реальні проєкти ГЕС. Інтеграція інноваційних рішень у конструкцію гідротурбін дозволить забезпечити більш стійку та надійну роботу енергетичних систем.