Małe Elektrownie Wodne - Forum społeczności

Mamy turbine z wirnikiem typu Francisa (740 obr/min) wykonana na bazie pompy wodnej UM400. Nie ma kierownicy - moc z jaka pracuje turbina regulujemy zaworem hydraulicznym. Nie moge zrozumiec dlaczego wraz ze zwiekszniem stopnia otwarcia tego zaworu maleje przyrost mocy, przeliczany na powierzchnie otwarcia zaworu. Zakladam, ze zwiekszajac otwarcie zaworu, proporcjonalnie zwiekszam ilosc wody wplywajaca do turbiny. Jednakze, czym bardziej otwarty jest zawor, tym mniejszy jest przyrost mocy przypadajacy na czynna (otwarta dla wody) powierzchnie przekroju tego zaworu.
Inaczej mowiac - przy zaworze otwartym dokladnie o polowe uzykujemy moc ok. 33 kW, natomiat przy zaworze zupelnie otwartym zaledwie okolo 43 kW. Rozumuje wiec, ze ta sama ilosc wody raz daje 33 kW a drugi raz tylko 10 kW.
Prosze o pomoc w zrozumieniu i ewentualne sugestie, co zrobic by na calym przekroju dzialalo to bardziej rownomiernie (efektywnie).
Zalaczem wykres ze szczegolowa charakterystyka tego zjawiska.

W procencie otwarcia podajesz procent otwarcia światła?

[quote="Tołdi"]W procencie otwarcia podajesz procent otwarcia światła?[/quote
Tak - jezeli cale "swiatlo przekroju" (maksymalne otwarcie zaworu) przyjmiemy za 100, to "procent otwarcia" oznacza wielkosc tego otwarcia w procentach. Obliczalem to bardzo dokladnie co jeden obrot sruba regulacyjna na zasuwie hydraulicznej. Wszystkich obrotow - od calkowitego zamkniecia do calkowitego otwarcia zasuwy jest 62.

A czy czasem ta turbinka nie dławi się taką ilością wody? Chodzi mi konkretnie o to, czy odpływ od turbiny jej nie zadławia, czy jest wystarczający dla określonego przepływu...? W teorii do Francisow nie trzeba stosowac rur ssących, w praktyce zawsze taka rura zwiększa sprawność turbiny.

_________________
"Światem rządza głupi,gnuśni i występni"-Dante Alighieri

GG: 3708469
Skype: Flooderek

Moge jedynie podpowiedzieć ze jesli jest to zwykła zasuwa odcinająca (nie zawor regulacyjny) to niestety ale NIE UZYKASZ PŁYNNEJ regulacji w całym zakresie skoku serca zasuwy!!!

pamietam jak w szkole na laborce badaliśmy parametry instalacji i przeplywajacego czynnika i wyszlo ze przy otwarciu zasuwy na jakieś 3/4 jej skoku mielismy praktycznie juz 100% przeplywu.

polecam do przeczytania -->
http://www.rynekinstalacyjny.pl/artykul ... gowych?p=1

Dusisz wodę. Przy częściowym otwarciu strata energii na samej zasuwie jest przecież wielka. Turbulencje za sercem zasuwy są zwykle znaczne. Wrzuć jakieś fot i informacje jeszcze...
Pozdrawiam!
Maciek

Marsu. Znowu kłania się Tobie zasada zachowania energii i równanie Bernoulliego. Jak tego nie zrozumiesz, to żadna laborka Tobie nie pomoże.

OK - zdjecia przedstawiaja rurociag o srednicy 400 mm, ktory doprowadza wode do spirali turbiny. W tym rurociagu wmontowana jest omawiana tu zasuwa hydrauliczna (kolor czarny), za pomoca ktorej regulujemy prace turbiny; zaraz za ta zasuwa wmontowany jest zawor motylowy wspolpracujacy z widocznym cylindrem hydraulicznym. Ten zawor motylowy sluzy tylko i wylacznie do awaryjnego zamykania doplywu wody.
Drugie zdjecie przdstawia turbine - spirale z zamontowana na niej pradnica. Woda odprowadzana jest od turbiny rura ssaca 400 m zakonczona odpowiednim stozkowym rozszerzeniem.
Pozdrawiam i dziekuje za dyskusje!!! - W. S.

wg.mnie, tak na szybko, przepływ jest nie tylko proporcjonalny do pow. przekroju, ale też do prędkości przepływu. Zwężenie przekroju przepływu np. o 50% powoduje zwiększenie ciśnienia przed zwężką , a w konsekwencji wzrost prędkości przepływu. Jak to tłumaczyć , ano tak, że otwarcie zasuwy na 50 % nie oznacza zmniejszenia przepływu o 50%. Tu potrzeba równania Bernoulliego i najlepiej rachunku całkowego. Za stary jestem żeby wracać do podręczników dla studentów, pewnie lepiej wytłumaczy Kol. Farhigh albo Flooder.

Hej!
Masz manometr przed zasuwą. Zabuduj drugi za. Jak przymkniesz zasuwę zobaczysz o ile spadło ciśnienie. O tyle właśnie traci się energii. Ściślej o trochę więcej, bo spada sprawnosć układu, przepływ przechodzi w burzliwy, itp. To tak jakbyś pracował na mniejszym spadzie. Elementem odbierajacym energię wody nie jest wirnik turbiny, ale serce zasuwy i dalej opór przenoszony na obudowę. Ale po prostu zamontuj manometr.
Pozdrawiam!
Maciek

Co wydaje sie trudne do zrozunienia, to fakt ze przy 10 % otwarciu zasuwy hydraulicznej otrzymujemy 8 kW - wyobrazam sobie, ze ciesnienie za zasuwa jest w takim momencie zerowe. Chcialbym sie spodziewac, ze przy 100 % otwarciu otrzymam blisko 80 kW, bo wtedy i cisnienie za zasuwa bedzie w przyblizeniu takie samo jak przed zasuwa.
A otrzymujemy zaledwie okolo polowy tego - 40 pare kW.
Nasuwa sie wiec wniosek, ze w tym konkretnym przypadku osiagana efektywnosc jest odwrotnie proporcjonalna do cisnienia wody "atakujacej" wirnik.
Takie sa fakty, nieprawda?

Fakty są takie , że ta zależność nie jest proporcjonalna. Fakty, są też takie , że jak nie pomierzysz to nie będziesz mógł wyznaczyć krzywej zależności. Fakty są też takie, że z powodu burzliwości przepływu za turbiną, teoretyczne wyjaśnienia np. równaniem Bernoulliego mogą być zbyt odległe od empirycznych wyników. Fakty są też takie, że należy odnieść to wszystko do rzeczywistego spadu i rzeczywistego przepływu. Dopóki nie będziesz dysponował tymi danymi, to dyskusja będzie akademicka.

P.s. Warto jeszcze do analizy włączyć sprawność turbiny w zależności od przepływów rzeczywistych, może ciśnień itd. No ale to całe modelowe badania turbiny.

Przy 10% otwarciu ciśnienei nie jest zerowe. Przecież zasuwa puszcza wtedy część wody. Gdyby wirnik był drugą zasuwą i całkiem blokował wypływ to ciśnienie po wypełnieniu rurociągu pomiędzy zasuwą a wirnikiem odpowiadałoby ciśnieniu pełnemu (przed zasuwą). Gdyby za zasuwą był swobodny wylot, ciśnienie byłoby faktycznie zero. A tak to tyle ile dławi wirnik, tyle mocy odzyskuje. Szam ma rację. A Ty tracisz potworną ilość energii dławiąc zasuwą a nie dławiąc wirnikiem, czy raczej aparatem kierowniczym. Aparat finka turbiny pozwala na utrzymanie sprawnosci - tzn. jeśli dławisz przekrój wlotu, utrzymujesz nadal wysoką energię kinetyczną natrysku na łopatki. W Twoim przypadku dławienie zasuwą powoduje tylko bełtanie się wody za zasuwą, nie przekładając się na energię oddawaną na wirnik.
Maciek

Dzieki Max1. ale nie moge sie zgodzic z Twoja opinia o w miare proporcjonalnym (pewnie do ilosci plynacej wody) cisnieniu panujacym przed wirnikiem w momencie kiedy zawor hydrauliczny otwarty jest w 10 procentach. Przeciez rowniez przepustowosc wirnika wykorzystana jest w okolo 10 procentach - wiec reszta to powietrze "zatkane" "korkiem" w postaci rury ssacej ledwo zanurzonej w wodzie (a wiec potrzebne jest minimalne cisnienie, aby przejsc przez taki korek).
Osobiscie sklaniam sie do tlumaczenia, ze przy malym otwarciu zaworu hydraulicznego, nasza turbina z wirnikiem Francisa dziala jako turbina akcyjna (np. Pelton), stosunkowo bardzo efektywnie wykorzystujac energie kinetyczna malego strumienia wody.
Ale dlaczego tak znaczaco spada ta efektywnosc przy zblizonym do 100 % otwarciu zaworu hydraulicznego. Z cala pewnoscia masz racje, ze kierownica (aprat Finka) powinna zasadniczo podniesc sprawnosc ukladu.
Wlasnie pracuje nad tym i mam nadzieje, ze w niedlugim czasie bede mogl doniesc na Forum, co to dalo w naszym przypadku.

... zapomnialem wspomniec o mozliwosci zastosowania zmiennych obrotow turbiny, zamiast kierownicy.
Rozumie, ze jest to u nas nowosc i watpie, by ktos z naszych malych elektrowniarzy mial to u siebie.
A moze jestem w bledzie?????
Wiem, ze mojemu sasiadowi proponowano w zeszlym roku instalacje takiego systemu za sume 350 tys. zlotych (na obiekcie o mocy zainstalowanej nieco ponizej 100 kW); chyba drogo!!!
Z drugiej strony, niektore doniesienia (amerykanskie) mowia, ze jest to smiesznie proste i tanie.
Korspondowalem z naukowcem w Hiszpanii, ktory nad tym pracuje (i publikuje) - podal mi cene, ktora dla naszych warunkow mialaby w przeliczeniu wynosic okolo 35 tys. zl
Ja nie jestem elektrykiem, ale dosyc dobrze znam angielski i chetnie pomoglbym grupie specow, ktorzy chcieliby to rozszyfrowac.
Zatem - czekam na propozycje.

Zmienne o0broty turbiny wymagają przekładni. Ze zdjęć wynika, że generator pracuje bezpośrednio na wale turbiny, więc w tym przypadku chyba to niemożliwe.

W Polsce ludzie mają cuda w swoich MEW.

Ja kupiłem 10 kW do nauki właśnie z taka regulacją obrotów turbiny. Ale na zwykłej śmigłówce. Niestety turbinę mam przewymiarowaną.

Pozdrawiam

Coincidence

No wlasnie, ze nie! Z tego co ja sie doczytalem (jezeli dobrze rozumie), to nie jest potrzebna przekladnia, lecz odpowiedni uklad elektryczny obslugujacy taka turbine. Wszystko "zalatwiane" jest tak, ze bez wzgledu na obrolty turbiny, do sieci oddawany jest prad o zadanych (stalych) parametrach.
A zatem do mojej turbiny - choc faktycznie wirnik osadzony jest bezposrednio na wale pradnicy - tez to "powinno pasowac".

Kruk dobrze pisze do zmiennych obrotów potrzeba falownika.
Z tego co wiem słyszałem w Polsce działa już taka elektrownia wodna z falownikiem, w przyszłym tygodniu postaram się coś więcej dowiedzieć na ten temat.

Aż wstyd mi pytać bo nie rozumiem. Tzn jak masz regulowane obroty turbiny? Przekładnią o zmiennym przełożeniu? Wariatorem czy może hydrauliczną? A może cierną? A jeśli wariator to jaki? Słyszałeś już o wariatorach multiplikujących. ( I tu się oczywiści właczy szamek ale mu nie wierz bo dla niego, w jego środowisku- jak to kiedyś określił, przekładnia planetarna to taka zwykła, jednostopniowa z zazębieniam wewnetrznym).
Wiem, wiem Koledzy - przesadzam.
Pozdrawiam.

Wygląda to tak.


Pozdrawiam


Coincidence