Małe Elektrownie Wodne - Forum społeczności

Małe Elektrownie Wodne w polsce, forum, serwis, automatyka, sterowanie, projekty, turbiny, turbina, kaplan, franciss, montaż, konsultacja, portal
Teraz jest piątek, 22 czerwca 2018, 21:51

Strefa czasowa: UTC + 1




Utwórz nowy wątek Odpowiedz w wątku  [ Posty: 3 ] 
Autor Wiadomość
PostNapisane: czwartek, 30 stycznia 2014, 11:09 
Offline
zaawansowany elektrowniarz
zaawansowany elektrowniarz

Dołączył(a): sobota, 9 kwietnia 2011, 21:34
Posty: 153
Wydawaloby się - wspaniala rzecz - zmienne obroty turbin - można zrezygnować z kierownicy, a wiec mniejszy koszt i eliminujemy dodatkowe straty energii wody, które powoduje ta kierownica!
Jednakze, kierownica również ukierunkowuje strumien wody tak, aby pod najbardziej wlasciwym katem uderzala w łopatki wirnika. Jeżeli jej nie ma woda plynie "tak jak chce", a nie tak, jak my chcielibyśmy!
Pytanie - czy ktoś sprawdzil, jakie sa roznice sprawności turbin pracujących bez kierownic, ale z regulowana iloscia obrotow w porównaniu z turbinami pracującymi ze stalymi obrotami i wyposażonymi w kierownice, a wiec, co naprawdę się oplaca?
Czy sa jakies opracowania, które to analizują?
Pozdrowiam - kruk

_________________
Naucz się pisać bezwzrokowo (ja - dziadek) opanowałem to (a jest to jak niebo i ziemia) w ciągu 3 tygodni - 30 minut/dzien. Będzie Ci latwiej dyskutowac z nami! Otworz tylko np. strone http://www.pisaniebezwzrokowe.pl/szybkie_pisanie.html


Góra
 Zobacz profil  
 
PostNapisane: poniedziałek, 10 lutego 2014, 17:52 
Offline
zaawansowany elektrowniarz
zaawansowany elektrowniarz
Avatar użytkownika

Dołączył(a): poniedziałek, 29 października 2007, 01:00
Posty: 115
Lokalizacja: Szklarska Poręba, Heidenheim an der Brenz
Bardzo ciekawy temat. Opiewa o teorię trójkątów prędkości na wlocie i wylocie z wirnika turbiny. Na zmianę wektora wynikowego prędkości względnej w na wlocie do wirnika, którym chcemy regulować, możemy wpłynąć albo zmieniając składową obwodową u (zmiana obrotów) albo składową bezwzględną c (zmiana kąta łopatki kierowniczej).

Kruk napisał(a):
Wydawaloby się - wspaniala rzecz - zmienne obroty turbin - można zrezygnować z kierownicy, a wiec mniejszy koszt i eliminujemy dodatkowe straty energii wody, które powoduje ta kierownica!

Straty w samej w kierownicy są niewspółmiernie niższe od zysków w wirniku, które dzięki istnieniu kierownicy mogą być duże. Ale o tym za chwilę.
Rezygnacja z kierownicy po stronie hydrauliki zmniejsza koszt. Natomiast regulację obrotów po stronie mechaniczno-elektrycznej jakoś trzeba przeprowadzić. Przemiennik częstotliwości czy przekładnia planetarna też kosztują. Dlatego to kwestia rachunku ekonomicznego dla konkretnego przypadku z uzasadnieniem i określeniem potrzebnego zakresu regulacji.

Kruk napisał(a):
Jednakze, kierownica również ukierunkowuje strumien wody tak, aby pod najbardziej wlasciwym katem uderzala w łopatki wirnika. Jeżeli jej nie ma woda plynie "tak jak chce", a nie tak, jak my chcielibyśmy!

No właśnie, a jak chcielibyśmy żeby ta woda płynęła? Po co jest w ogóle kierownica? Powszechnie wiadomo, że służy do regulacji przy zmieniających się parametrach spadu H i przepływu Q. Ale do regulacji czego? Służy do regulacji turbiny w celu najefektywniejszego energetycznie wykorzystania warunków chwilowych określonych przez Q i H. Dla każdego określonego stosunku przepływu Q (wektor składowy prędkości bezwzględnej na wlocie) do obrotów n turbiny (wektor składowy prędkości obwodowej) jest tylko jedno optymalne ustawienie kąta łopatek aparatu kierowniczego. Czyli jak zmienia się przepływ Q czy spad H, to należy turbinę regulować, aby uzyskać jak najbardziej optymalną prędkość względną cieczy względem wirnika. Jak napisałem na samym początku regulować można albo jedną albo drugą składową prędkości - obroty turbiny lub kąt łopatki kierownicy. Rozpatrując tylko samą teorię trójkątów prędkości moglibyśmy stwierdzić to po co jedno i drugie? Co w takim razie takiego szczególnego potrafi kierownica, czego nie można uzyskać za pomocą zmiany obrotów turbiny? Otóż porządnie zaprojektowana kierownica nadaje cieczy kręt wstępny (wstępny moment pędu). Moment pędu powstaje, kiedy ciecz o masie m i prędkości v zmienia swój kierunek (w naszym przypadku kierunek nadaje kierownica). Ciecz przepływająca przez kanał międzyłopatkowy wirnika nadal zmienia swój kierunek przepływu i oddziałuje na łopatkę, na której wywierana jest reakcja. Im większa różnica momentu pędu na wlocie i wylocie z wirnika, tym wyższy moment obrotowy uzyskujemy na wale turbiny. Jeśli w przypadku braku kierownicy nie zadalibyśmy określonego krętu wstępnego cieczy na wlocie do wirnika, to opuściłaby ona wirnik z pewnym niewykorzystanym krętem, który byłby niczym innym jak wirem w rurze ssawnej turbiny, czyli niewykorzystaną energią kinetyczną. Dlatego nadając kręt wstępny na kierownicy możemy go w dużej części wykorzystać w obrębie wirnika. Moment pędu (kręt) jest tym wyższy im wyższa jest prędkość cieczy. Dlatego dla turbin o małych spadach, gdzie przepływa dużo wody (turbin o wysokich wyróżnikach szybkobieżności) bardzo istotne jest wykorzystanie części energii kinetycznej.

Kruk napisał(a):
Pytanie - czy ktoś sprawdzil, jakie sa roznice sprawności turbin pracujących bez kierownic, ale z regulowana iloscia obrotow w porównaniu z turbinami pracującymi ze stalymi obrotami i wyposażonymi w kierownice, a wiec, co naprawdę się oplaca?
Czy sa jakies opracowania, które to analizują?


Opłacalność jednego czy drugiego rozwiązania musi być, jak wyżej wspomniałem, ekonomicznie przeanalizowana dla konkretnego przypadku. Wszystko zależy od zmienności przepływu, na podstawie której można określić potrzebę regulacji przez turbinę w celu najefektywniejszego energetycznie wykorzystania.
Nie trafiłem na bezpośrednie opracowanie tego tematu w literaturze, ale z doświadczenia własnego i kolegów w firmie szacuję wyższość regulacji turbiny kierownicą niż obrotami na 10-15 % sprawności we Francisach i 10-20 % w Kaplanach.
W ostatnim czasie podejmuje się próby budowania kompaktowych maszyn na małe spady z różnymi regulacjami. Np. projekt Vasocompact: http://www.ihs.uni-stuttgart.de/fileadm ... ehzahl.pdf
W powyższym linku również pokazane inne metody regulacji obrotami.
W kolejnym linku pokazane badania i konstrukcja turbiny wirowej bez aparatu kierowniczego: http://iopscience.iop.org/1755-1315/15/ ... 042034.pdf
Fajnie to panowie zbudowali i wycisnęli aż 85 % sprawności. Myślę dobry konstruktor wycisnąłby z niej 93-94% z kierownicą.


Góra
 Zobacz profil  
 
PostNapisane: poniedziałek, 10 lutego 2014, 23:48 
Offline
zaawansowany elektrowniarz
zaawansowany elektrowniarz

Dołączył(a): sobota, 9 kwietnia 2011, 21:34
Posty: 153
Wielkie dzięki farhigh za tak obszerne i fachowe wyjaśnienia - jest o czym myslec i co czytac!!!

_________________
Naucz się pisać bezwzrokowo (ja - dziadek) opanowałem to (a jest to jak niebo i ziemia) w ciągu 3 tygodni - 30 minut/dzien. Będzie Ci latwiej dyskutowac z nami! Otworz tylko np. strone http://www.pisaniebezwzrokowe.pl/szybkie_pisanie.html


Góra
 Zobacz profil  
 
Wyświetl posty nie starsze niż:  Sortuj wg  
Utwórz nowy wątek Odpowiedz w wątku  [ Posty: 3 ] 

Strefa czasowa: UTC + 1


Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 1 gość


Nie możesz rozpoczynać nowych wątków
Nie możesz odpowiadać w wątkach
Nie możesz edytować swoich postów
Nie możesz usuwać swoich postów
Nie możesz dodawać załączników

Szukaj:
Skocz do:  
cron
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Przyjazne użytkownikom polskie wsparcie phpBB3 - phpBB3.PL