Małe Elektrownie Wodne - Forum społeczności

Małe Elektrownie Wodne w polsce, forum, serwis, automatyka, sterowanie, projekty, turbiny, turbina, kaplan, franciss, montaż, konsultacja, portal
Teraz jest czwartek, 28 marca 2024, 16:25

Strefa czasowa: UTC + 1




Utwórz nowy wątek Odpowiedz w wątku  [ Posty: 7 ] 
Autor Wiadomość
PostNapisane: niedziela, 12 października 2014, 14:14 
Offline
zaawansowany elektrowniarz
zaawansowany elektrowniarz

Dołączył(a): sobota, 9 kwietnia 2011, 21:34
Posty: 159
Np. w spirali turbiny typu Francisa, część wody, która jest spracowywana ( tzn. kierowana na wirnik) na samym końcu spirali, po wykonaniu w spirali zwrotu o prawie 360 stopni.
Pytanie - o ile mniej energii otrzymujemy z tej wody w porównaniu z wodą (w tej samej ilości) wpadającą na wirnik na samym początku spirali.
Domyślam się, że różnica jest znaczna, przecież to jest prawie dwukrotna zmiana kierunku przepływu o 180 stopni.
Jeżeli faktycznie tracimy dużo przez tą zmianę kierunku przepływu, to może warto by było pokusić się o skonstruowanie kierownicy, która zamykałaby (jeżeli nie pracujemy na pełnym przełyku) najpierw tą końcową część spirali?

_________________
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: czwartek, 23 października 2014, 19:33 
Offline
zaawansowany elektrowniarz
zaawansowany elektrowniarz
Avatar użytkownika

Dołączył(a): poniedziałek, 29 października 2007, 01:00
Posty: 116
Lokalizacja: Szklarska Poręba, Heidenheim an der Brenz
Ojjj Panie Kruk, ale Pan kombinujesz jak koń pod górę... :wink: :wink: :wink: Nie wyważaj Pan otwartych drzwi. Jak mawiał mój mentor od pomp i turbin na uczelni: "woda nie jest głupia i drogę zawsze znajdzie". Dobra, starczy humoru. Teraz do rzeczy.

Woda w całej spirali (na całym obwodzie) traci mniej więcej poniżej 1 % energii. Wybitnie dobrze zaprojektowana spirala ma straty całkowite na poziomie 0.2 %. Zmiana kierunku przepływu o 180 stopni nie powoduje różnicy w stratach na końcu w stosunku do początku (wlotu) spirali. W projektowaniu spirali istotne jest takie dobranie przekroju powierzchni elementów spirali aby woda na całym obwodzie na wlocie do wirnika miała stałą prędkość. Taka sama zasada obowiązuje w pompach odśrodkowych, turbinach, pompoturbinach i dystrybutorach wody turbin Peltona.

Kruk napisał(a):
Jeżeli faktycznie tracimy dużo przez tą zmianę kierunku przepływu, to może warto by było pokusić się o skonstruowanie kierownicy, która zamykałaby (jeżeli nie pracujemy na pełnym przełyku) najpierw tą końcową część spirali?

Pokusę skonstruowania takiej kierownicy wybij sobie z głowy! Otóż jak działałby wirnik zasilany na niepełnym obwodzie? Otóż w miejscu gdzie zamknąłbyś lokalnie kierownicę w obrębie wirnika i najprawdopodobniej na krawędzi wylotowej z niego ciśnienie spadłoby lokalnie bardzo drastycznie. Nastąpiłoby przerwanie ciągłości słupa płynącej wody. Prostymi słowami miałbyś "zasysającą dziurę". Skutki? Kawitacja wirnika murowana + duże drgania wirnika a co za tym idzie na wale i łożyskach.

A jeśli chcesz się trochę wspomóc teorią przy spirali i nie masz żadnej literatury do turbin, to kup sobie jakąkolwiek książkę do pomp wirowych / odśrodkowych na allegro za 40 zł. Może być "Pompy", Mieczysław Stępniewski.


Góra
 Zobacz profil  
 
PostNapisane: czwartek, 23 października 2014, 21:13 
Offline
zaawansowany elektrowniarz
zaawansowany elektrowniarz

Dołączył(a): sobota, 9 kwietnia 2011, 21:34
Posty: 159
A to bardzo ciekawe, że - jak piszesz - te straty w spirali są tak nikłe - 0,2 do 0,5 %; to jest tyle co nic!
Gwoli ścisłości - nie mówimy tu o zmianie kierunku przepływu od 180 stopni, lecz dla końcowej części spirali blisko 360 stopni, tj. dwukrotne odwrócenie kierunku przepływu. Trudno sobie wyobrazić, że powoduje to tak znikome straty.
Ale zgoda, na pewno jest to doświadczalnie udowodnione i ktokolwiek liznął trochę teorii powinien o tym wiedzieć.
Ja próbowałem to "wziąć na logikę" i bardzo bym się zawiódł!
Dlatego głos fachowca w tej dziedzinie jest tutaj tak cenny.
Dziękuję za poświęcony czas a mojego czasu (i nie tylko czasu) uratowałeś swoim wpisem znacznie więcej.
Zatem dam sobie spokój z kierownicą segmentową; będzie cała jednolicie otaczająca wirnik w postaci cylindra podnoszonego i opuszczanego. W ten sposób regulowana będzie wielkość szczeliny przez którą woda będzie wpadać na wirnik.
W porównaniu z konwencjonalną kierownicą wielołopatkową, jest ta zaleta że nie ma żadnych łopatek, na których z łatwością czepiają się wszelkie "nieczystości" płynące z wodą.
Mam nadzieję, że tym razem farhigh nie będzie miał już tak silnych argumentów, by i to wybić mi z głowy!!!

_________________
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: piątek, 24 października 2014, 06:00 
Offline
zaawansowany elektrowniarz
zaawansowany elektrowniarz

Dołączył(a): sobota, 9 kwietnia 2011, 21:34
Posty: 159
Jeszcze trochę chcę dodać do tłumaczenia się ze swojego (jak się okazało) poronionego pomysłu.
Otóż wziąłem pod uwagę ten nierównomierny napór wody na wirnik, ale - tłumaczyłem sobie - jak pracuje Pelton - przecież praktycznie otrzymuje uderzenie na jedną tylko z wielu łopatek wirnika (fakt, że obroty pracy Peltonów są pewnie znacząco niższe niż np. Francisa).
Po wtóre - my eksploatujemy tą pompę (UM400) jako turbinę przez sporo ponad 10 lat. Pracuje ona plus minus średnio przez pół roku w każdym sezonie (na większych i średnich wodach).
Regulowana jest - gdy nie starcza już wody, by zapewnić jej pełen przełyk - za pomocą li tylko zasuwy hydraulicznej.
Jeżeli na "pełnym przełyku" osiągamy nawet powyżej 45 kW, to na przymkniętym przez wspomnianą zasuwę hydrauliczną nawet poniżej 15 kW.
Wiadomo, że w tych warunkach nie można zapewnić równomiernego obciążenia wirnikowi; woda zostaje spracowywana dopiero w końcówce spirali - jak mniemam - i o dziwo (wg moich obserwacji) ze stosunkowo największą sprawnością!
Co prawda wirnik (Francis) jest niewielki - 340 mm to jego większa średnica, 19 cm pełna wysokość, 9 łopatek, ok. 750 obr/min, spad 16 m.
Ale po wielu latach użytkowania nie widać śladów kawitacji, ani nie słychać (i nie czuć - przez dotyk turbiny), by pojawiały się drgania!
Dla tych powodów nie bałem się nierównomiernego obciążania wirnika, jednakże jeżeli faktycznie straty na spirali - jak nas informuje Farhigh - wynoszą poniżej 1 % to nie ma o co walczyć i niniejszym raz jeszcze dziękuję za skuteczne wybicie mi z głowy "kierownicy segmentowej".

_________________
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: piątek, 24 października 2014, 11:42 
Offline
zaawansowany elektrowniarz
zaawansowany elektrowniarz
Avatar użytkownika

Dołączył(a): poniedziałek, 29 października 2007, 01:00
Posty: 116
Lokalizacja: Szklarska Poręba, Heidenheim an der Brenz
Kruk napisał(a):
Zatem dam sobie spokój z kierownicą segmentową; będzie cała jednolicie otaczająca wirnik w postaci cylindra podnoszonego i opuszczanego. W ten sposób regulowana będzie wielkość szczeliny przez którą woda będzie wpadać na wirnik.
W porównaniu z konwencjonalną kierownicą wielołopatkową, jest ta zaleta że nie ma żadnych łopatek, na których z łatwością czepiają się wszelkie "nieczystości" płynące z wodą.
Mam nadzieję, że tym razem farhigh nie będzie miał już tak silnych argumentów, by i to wybić mi z głowy!!!


Niestety, ale ten pomysł z zasuwą cylindryczną jako organem regulacji chciałbym Ci również skutecznie wybić z głowy. Za przymkniętą zasuwą nastąpi olbrzymie (!) zaburzenie przepływu i absolutnie nierównomierny napływ na wirnik. Argumenty praktycznie podobne jak powyżej, czyli lokalny spadek ciśnienia, możliwość kawitacji i drgań. A oprócz tego bardzo duże straty. Wiem to, bo mój kolega z pracy przeprowadzał badania przepływu za tym elementem. Taki organ jest używany niezwykle rzadko i służy tylko całkowitego odcinania przepływu, ale absolutnie nie do regulacji.

Kruk napisał(a):
Regulowana jest - gdy nie starcza już wody, by zapewnić jej pełen przełyk - za pomocą li tylko zasuwy hydraulicznej.
Jeżeli na "pełnym przełyku" osiągamy nawet powyżej 45 kW, to na przymkniętym przez wspomnianą zasuwę hydrauliczną nawet poniżej 15 kW.
Wiadomo, że w tych warunkach nie można zapewnić równomiernego obciążenia wirnikowi; woda zostaje spracowywana dopiero w końcówce spirali - jak mniemam - i o dziwo (wg moich obserwacji) ze stosunkowo największą sprawnością!


I przy takiej regulacji bym na Twoim miejscu pozostał, jeśli oczywiście nie chcecie konstruować i wykonywać prawidłowej pełnej kierownicy na pełnym obwodzie wirnika. Na obecnej zasuwie też tracicie pewnie sporo ciśnienia i zaburzacie przepływ za nią, ale jeśli jest ona w odpowiedniej odległości od wirnika to przepływ zdąży się uspokoić. Z reguły mówi się o uspokojonym przepływie na odległości równiej około 15-20 średnic rury za organem w niej umieszczonym.
Muszę Cię poprawić - woda nie jest spracowywana na końcówce spirali, tylko na całym jej obwodzie ze stałą prędkością wlotową (oczywiście przy założeniu, że zmienność powierzchni przekrojów spirali na jej obwodzie jest odpowiednio zaprojektowana). Największą sprawność otrzymujecie przy niepełnym przełyku najprawdopodobniej dlatego, ponieważ wirnik ma tam swój optymalny punkt pracy. Ze spiralą nie ma to nic wspólnego.

Kruk napisał(a):
Otóż wziąłem pod uwagę ten nierównomierny napór wody na wirnik, ale - tłumaczyłem sobie - jak pracuje Pelton - przecież praktycznie otrzymuje uderzenie na jedną tylko z wielu łopatek wirnika (fakt, że obroty pracy Peltonów są pewnie znacząco niższe niż np. Francisa).

W Peltonach mamy do czynienia z bardzo niewielkim naporem promieniowym, nawet jeśli włączona jest tylko jedna dysza. Jeśli pracują dysze symetrycznie naprzeciwległe, np. w turbinie 6-dyszowej dysze nr. 1, 3 i 5 to napór promieniowy jest praktycznie pomijalny. Mylisz się jeśli chodzi o obroty. Peltony kręcą się w granicach 200-1000 obr/min. Duża ilość łopatek oznacza dużą cykliczność a więc amplitudy drgań są niewielkie. Dodatkowo nie mamy tu do czynienia z pulsacjami ciśnienia na wirniku, ponieważ mamy ciśnienie otoczenia. We Francisie natomiast, gdybyś zasilił go tylko w części obwodu odcinając część spirali, miałbyś drgania powodowane lokalną pulsacją ciśnienia spowodowaną nierównomiernym i zaburzonym dopływem.


Góra
 Zobacz profil  
 
PostNapisane: piątek, 24 października 2014, 17:17 
Offline
zaawansowany elektrowniarz
zaawansowany elektrowniarz

Dołączył(a): sobota, 9 kwietnia 2011, 21:34
Posty: 159
Ot przykrość, myślałem że wymyślam coś nowego i pożytecznego a tu się okazuje... .
Jednakże nie mogę do końca zgodzić się z farhigh'em przynajmniej odnośnie mojego stwierdzenia, że woda przy stosunkowo najmniejszym otwarciu zasuwy hydraulicznej (za pomocą której - niestety - regulujemy ilość dostarczanej do turbiny wody) spracowywana jest w końcowej części spirali, tj. w pobliżu jej nosa.
Albowiem, jeżeli nie mamy żadnej kierownicy, a rurociągiem puszczamy tylko bardzo niewiele wody (powiedzmy, że otwarte jest około jednej czwartej, lub jednej piątej przekroju rurociągu), to sądzę że ta nazbyt mała ilość wody bez przeszkód pędzi dnem spirali, aż w pobliże jej zakończenia, gdzie w końcu wpada na wirnik.
Tym bardziej tak pewnie się dzieje, że w początkowej swej części ta spirala (adoptowana z pompy wodnej) jest tak uformowana, że wlot na wirnik jest wyraźnie podniesiony w stosunku do dna spirali (nasza turbina pracuje mając spiralę ułożoną w poziomie). A więc ten tak znacznie zmniejszony napływ wody nie jest w stanie wypełnić całej spirali, a tylko wówczas byłby zapewniony równomierny, na całym obwodzie, napływ wody na wirnik.
W końcowej części spirali - tuż przed nosem - "dno spirali" się podnosi, aż do zrównania z wlotem na wirnik i sądzę że w tej właśnie okolicy spracowywana jest większość wody.
Czyli, wg tego co mówi farhigh, powinniśmy mieć do czynienia z "lokalną pulsacją ciśnienia spowodowaną nierównomiernym i zaburzonym dopływem"; a jednak osiągamy stosunkowo najwyższą sprawność!
Ja natomiast ten stan rzeczy tłumaczę sobie tym, że w pompie nos spirali jest stosunkowo (jak na potrzeby pracy turbinowej) zbyt krótki i przy pełnym napełnieniu spirali wodą występuje zjawisko hamowania wirnika, gdyż woda wpadająca do spirali z rurociągu zasilającego ma zbyt wczesne otwarcie na wirnik, o czym również dyskutowaliśmy jakiś czas temu z farhigh'em i pomógł mi on określić o ile dokładnie ten nos spirali powinien być przedłużony, by uzyskiwać lepszą sprawność w pracy turbinowej.
Właśnie dokonałem tego przedłużenia nosa spirali i w najbliższym czasie wykonam próby sprawdzające, czy faktycznie obecnie wyższa jest sprawność turbiny.

_________________
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: sobota, 25 października 2014, 11:29 
Offline
zaawansowany elektrowniarz
zaawansowany elektrowniarz
Avatar użytkownika

Dołączył(a): poniedziałek, 29 października 2007, 01:00
Posty: 116
Lokalizacja: Szklarska Poręba, Heidenheim an der Brenz
Kruk napisał(a):
Albowiem, jeżeli nie mamy żadnej kierownicy, a rurociągiem puszczamy tylko bardzo niewiele wody (powiedzmy, że otwarte jest około jednej czwartej, lub jednej piątej przekroju rurociągu), to sądzę że ta nazbyt mała ilość wody bez przeszkód pędzi dnem spirali, aż w pobliże jej zakończenia, gdzie w końcu wpada na wirnik.


Kruk, nie rozumiemy się zupełnie. Ale wiem z czego to wynika. Masz nieprawidłowe wyobrażenie o pracy wirnika w warunkach niskiego przepływu. Za zasuwą, którą regulujecie, nie ma swobodnego lustra wody!!! Woda nie płynie dnem, lecz za częściowo przymkniętą zasuwą wypełnia cały przekrój rurociągu, tylko przepływ ten jest bardzo bardzo silnie zaburzony. Potrzeba długości około 15-20 średnic, aby się uspokoił. Gdyby było tak jak mówisz, czyli woda tylko na dnie spirali, to miałbyś całkowicie napowietrzoną i zdławioną turbinę, przez którą woda nie przepływałaby w ogóle i turbina by stała. Mogłoby ewentualnie następować częściowe niestabilne przerywanie ciągłości słupa wody za zasuwą, ale zarówno w jednym jak i w drugim przypadku nie osiągałbyś wyższej sprawności przy mniejszych przepływach, o czym wspomniałeś.

Kruk napisał(a):
Tym bardziej tak pewnie się dzieje, że w początkowej swej części ta spirala (adoptowana z pompy wodnej) jest tak uformowana, że wlot na wirnik jest wyraźnie podniesiony w stosunku do dna spirali (nasza turbina pracuje mając spiralę ułożoną w poziomie). A więc ten tak znacznie zmniejszony napływ wody nie jest w stanie wypełnić całej spirali, a tylko wówczas byłby zapewniony równomierny, na całym obwodzie, napływ wody na wirnik.


Każda spirala pomp i turbin promieniowych jest uformowana tak jak piszesz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... 1_zoom.jpg

Nieprawidłowość Twojego cytowanego poniżej stwierdzenia wynika z wytłumaczonego powyżej nieprawidłowego rozumowania:
Kruk napisał(a):
Czyli, wg tego co mówi farhigh, powinniśmy mieć do czynienia z "lokalną pulsacją ciśnienia spowodowaną nierównomiernym i zaburzonym dopływem"; a jednak osiągamy stosunkowo najwyższą sprawność!
Ja natomiast ten stan rzeczy tłumaczę sobie tym, że w pompie nos spirali jest stosunkowo (jak na potrzeby pracy turbinowej) zbyt krótki i przy pełnym napełnieniu spirali wodą występuje zjawisko hamowania wirnika, gdyż woda wpadająca do spirali z rurociągu zasilającego ma zbyt wczesne otwarcie na wirnik (...)


Pulsacja ciśnienia nie może powstać w warunkach obecności swobodnego lustra wody. Powstanie jednak przy pełnym napełnieniu rurociągu, jeśli w bliskiej lub bezpośredniej obecności wirnika zaburzyłbyś przepływ, wytworzył strefę silnych zawirowań i lokalnego spadku ciśnienia poprzez proponowane przez Ciebie rozwiązania: 1) zamknięcie dopływu kierownicą tylko na części obwodu wirnika oraz 2) przez cylindryczny organ regulujący pomiędzy wirnikiem a spiralą. Zaburzoną strefę z lokalnie niskim ciśnieniem napotykałyby wirujące cyklicznie łopatki wirnika i wzbudzały pulsację lokalnie.

Mam nadzieje, że teraz sprawa jest jasna.


Góra
 Zobacz profil  
 
Wyświetl posty nie starsze niż:  Sortuj wg  
Utwórz nowy wątek Odpowiedz w wątku  [ Posty: 7 ] 

Strefa czasowa: UTC + 1


Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Google [Bot] i 21 gości


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