Определение параметров осевой пикогидротурбины для различных режимов работы
С.И. Шторк1,2, И.В. Литвинов1,2, Е.Ю. Гореликов1,2, Д.А. Суслов1,2
1Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
shtork@itp.nsc.ru
2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
litvinov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: пикогидротурбина, осевая турбина, лазерно-доплеровский анемометр (ЛДА), параметр крутки, коэффициент полезного действия (КПД) гидротурбины
Страницы: 637-640
Аннотация
В статье представлены результаты детальных экспериментальных исследований характеристик течения за рабочим колесом модельной пикогидротурбины пропеллерного типа с диаметром рабочего колеса 0,1 м. С использованием автоматизированной системы лазерно-доплеровский анемометр проведены измерения распределений двух компонент осредненных скоростей и пульсаций для условий от частичной нагрузки до сильной перегрузки. Показано, что при смещении режима работы гидротурбины от оптимального поток на выходе из рабочего колеса становится закрученным. На основе полученных данных выявлен характер эволюции интегрального параметра крутки, который определяет состояние закрученного потока. Обнаружен тренд резкого увеличения параметра крутки при уменьшении расхода воздуха, вследствие чего степень закрутки быстро достигает критического уровня, при котором происходит распад вихря с развитием центрального провала на профиле осевой скорости и оттеснением потока к стенкам канала. При увеличении расхода имеет место замедленный рост параметра крутки, который остается меньше порогового значения даже для большой перегрузки. Вследствие этого максимумы тангенциальной скорости располагаются вблизи оси потока, а профиль аксиальной скорости остается равномерным по сечению потока. Информация об особенностях течения может быть использована при настройке режима гидроагрегата на оптимальные условия и разработке рекомендаций для расширения диапазона регулирования работы гидротурбины с сохранением высокой эффективности.
|
