Panie Narku, w odpowiedzi na Pana poprzedni post.
narek napisał(a):
Po pierwsze rozpatrujemy konkretną lokalizację.
I to właśnie piękne w turbinach wodnych - mamy do czynienia z produkcją prototypową a nie seryjną z półki. Oczywiście dla małych elektrowni wodnych rozwiązania są bardziej standaryzowane.
narek napisał(a):
Zamierzałem koledze schulce przedstawić moją koncepcję ale niestety nie dało się.
narek napisał(a):
Ta sama ilość wody w zwężeniu przyspieszy i dzięki temu ma wiekszą gęstość energii na danym przekroju jednostkowym. Taką energię można łatwiej i taniej wykorzystać mniejszym urzadzeniem, z większą sprawnością i nie istotne czy się przy okazji podpiętrzyła czy obniżyła.
Niestety nie wiem o jaką koncepcję Panu chodzi przy zastosowaniu proponowanego przez Pana podpiętrzenia i zwężenia. Proponuję przedstawić. Zasadność rozwiązania można zawsze przedyskutować. Proszę jednak pamiętać iż zwężka, jak wspomniał również Szam, w swoim przekroju owszem spowoduje przyrost energii kinetycznej wyrażony członem prędkości, ale jednocześnie nastąpi spadek ciśnienia. Energia całkowita przeznaczona do wykorzystania w silniku wodnym nie ulegnie zmianie. Pytanie tylko który typ silnika spracuje tę energię najefektywniej i najbardziej ekonomicznie.
narek napisał(a):
Natomiast nie jest właściwe Pana rozumowanie, że każdy kilkogram stali kosztuje. Dla Inwestycji ze 100 metrowym spadkiem dla Peltona koszt nawet 100 kg stali po 4 zł jest bez znaczenia.
Nie rozumiem powyższego stwierdzenia. Proszę o szersze nakreślenie istoty wątku.
narek napisał(a):
Ponad to spadki od jakich Peltony maja sens to 30 metrów a nie 100.
Owszem sens mają i istnieją takie Peltony ze spadem instalowanym w granicach 30m, ale dziś budowanie Peltonów na takie spady należy wręcz do egzotyki. Obecnie ekonomiczna dolna granica stosowalności to około 80m. Poszedłem dziś z ciekawości do archiwum i odszukałem w starych katalogach zakresy stosowalności turbin. Od razu widać iż wraz z postępem ulegają one zmianie dla wszystkich turbin. Przykładowo w roku 1989 firma Voith podawała zakres stosowalności Peltona od spadu 40m. Dziś jest to już 80-90m:
http://www.voithhydro.com/vh_e_prfmc_pw ... pelton.htm Można powiedzieć, iż zakres spadów 80-200m to wspólne pole zastosowań Francisa i Peltona. Przytoczone wielkości oczywiście wahają się pomiędzy różnymi producentami. Obecnie dla spadu 80-120m w większości zastosuje się turbinę Francisa, który jest zdecydowanie tańszy. Zastosowanie Peltona musi być poparte szczególnymi istniejącymi warunkami lokalizacji lub występującymi zjawiskami, np. korzystniejszym reagowaniem na zjawisko uderzenia hydraulicznego. Jednak wspólne pole pracy obu typów turbin w zakresie 80-200m podzieliłbym następująco:
1.Korzyści po stronie Francisa:
- mniejsze wymiary
- szybsze prędkości obrotowe
- niższa cena
- lepiej nadają się na lokalizacje z dużym wahaniem wody dolnej, choć istnieją rozwiązania dla Peltona (zastosowanie nadciśnienia w komorze turbiny i kanale wylotowym podczas stanu wysokiej wody)
2. Korzyści po stronie Peltona:
- zdecydowania bardziej płaska charakterystyka sprawności - Peltona można spokojnie regulować w zakresie 10-100% mocy podczas gdy Francis daje się regulować w zakresie 40-100%; tak więc przy dużych rocznych fluktuacjach przepływu wody większy zysk da turbina Peltona
- lepsze dla wód o dużej zawartości cząstek stałych (erozja) - łatwiej wymieniać komponenty lub pokrywać powłoką anty erozyjną.
narek napisał(a):
I jeszcze luźna uwaga, taka że Peltony mają skąplikowane czarki i zdecydowanie korzystniejsze są turbuny Turgo jeśli już o pieniądzach mówimy.
Zgada się, wirniki turbin Turgo są łatwiejsze do wykonania niż Peltona. Może się mylę, ale nie sądzę jednak, aby były dużo tańsze. Tu i tu trzeba odlewać, kuć, frezować lub spawać stal w tej samej cenie za kg. Turbiny Turgo podobno osiągają 75% sprawności, jednak z ostatnich doświadczeń z klientami, którzy akurat po kilku latach tę turbinę znanego producenta zastępują naszym Peltonem (8MW), mogę powiedzieć, iż sprawność ta wynosi 60-70%. Sprawność maksymalna każdej turbiny Peltona znanych producentów to w każdym przypadku powyżej 88%. Tak więc jeśli, cytuję, "o pieniądzach mówimy" to 12-20% wyższa sprawność daje do zastanowienia podczas inwestycji.
narek napisał(a):
I jeszcze sprawa wielu dysz w Peltonie. Ilość dysz zmienia wyróżnik szybkobieżności ale nie szybkość która dla danego spadu jest ograniczona właśnie tym spadem i nie ma sposobu aby ja zwiekszyć ilościa czy też wielkościa dyszy. W turbinie Turgo można stosować zdecydowanie więcej dysz niż w Peltonie, po prostu jest więcej miejsca na takim samym obwodzie.
Ilość dysz Panie Narku nie zmienia wyróżnika szybkobieżności. Spad H i przełyk Q rozpatrujemy stały. Na wyróżnik szybkobieżności nq możemy wpłynąć jedynie prędkością obrotową n. Dobierając prędkość obrotową decydujemy oczywiście o wielkości i kosztach całego turbozespołu. Wiadomo - im wyższa prędkość tym mniejsze wymiary.
Dobrze Pan jednak kombinuje z ilością dysz. Popatrzmy. Tok doboru turbiny oczywiście w aspekcie ekonomicznie opłacalnej inwestycji wyglądałby następująco:
- zwiększamy prędkość obrotową n -> zmniejsza się średnica wirnika (D1)
- wzrost stosunku b/D1 (szerokość łopatki b, średnica czynna wirnika D1) -> powoduje spadek sprawności
- aby zapobiec spadkowi sprawności zmniejszamy także szerokość łopatki b ale jednocześnie zmniejszamy średnicę strugi wody d0 zwiększając ilość dysz z0 (więcej dysz da oczywiście strugę o mniejszej średnicy).
Optymalne rozwiązanie dobiera się więc odpowiednimi obrotami, ilością dysz i trzymając się ustalonego doświadczeniem w zakładzie produkcyjnym zakresu b/D1.
Nie orientuję się niestety ile dysz mogą mieć turbiny Turgo. Wie Pan może? Turbiny Peltona mają do 6 dysz. Chociaż w przypadku niskich wartości b/D1 zdecydowałbym się na 7 a nawet 8. Na razie nie było okazji, ale to, jak zacząłem post tak skończę, właśnie piękne w turbinach wodnych - kwestia oczekiwania na projekt z odpowiednimi warunkami i badań oczywiście. A jest co badać, gdyż jest wiele zjawisk wynikających z zależności pomiędzy liczbą dysz, prędkością obrotową a stosunkiem b/D1.
narek napisał(a):
Prosił bym natomiast w oparciu o paradoks hydrauliczny wyjaśnik sprawę płyniecia łódką pod prąd na spokojnej wodzie i na zwężeniu rzeki. Wprawdzie woda przyspieszy ale nam nie bedzie ciężej wiosłować aby utrzymać szybkość bo przecież ciśnienie wody spadnie. Chyba coś jest nie tak. Prawda? Po prostu paradoks hydrauliczny na wodzie w rzece nie ma zastosowania.
Niestety nie uprawiam turystyki wodnej na rzekach i nigdy tego nie przeżyłem płynąc łódką, ale w nadmienionych przez Pana zjawiskach dopatrywałbym się raczej zjawisk wirowości jako przyczyny aniżeli paradoksu hydraulicznego.
Pozdrawiam.