Выбор типа гидротурбин.

Гидравлической турбиной называется двигатель, преобразующий энергию движущейся воды в механическую энергию вращения рабочего колеса. В зависимости от принципа преобразования энергии различают активные и реактивные гидротурбины.

В активных турбинах рабочее колесо не погружено в водный поток , а в реактивных оно повешено внутрь потока.

Класс реактивных турбин по направлению потока, подводимого к рабочему колесу и отводного от него, делится на три системы: 1) осевые, 2) радиально-осевые, 3) диагональные.

В осевых турбинах поток подводится к рабочему колесу и отводится от него по цилиндрическим поверхностям, параллельным оси турбины. В радиально - осевых турбинах поток подводится к рабочему колесу по радиальным к оси турбины поверхностям, а отводится так же, как и у осевых турбин.

В диагональных турбинах поток подводится к рабочему колесу и отводится от него по конусным поверхностям, образующим с осью турбины некоторый угол.

Системы турбин различаются и по конструктивным признакам. Так, осевые турбины бывают пропеллерные и поворотно-лопастные. У пропеллерных лопасти закреплены неподвижно на корпусе рабочего колеса, а у поворотно-лопастных они имеют возможность поворачиваться относительно корпуса и становиться под разным углом к потоку. Поворотно- лопастные турбины имеют две разновидности:

первая заключается в том, что лопасти у них могут поворачиваться попарно, их называются двухперовыми; второй разновидностью поворотно-лопастных турбин являются капсульные горизонтальные турбины, у которых перед рабочим колесом или после него располагается капсула, обтекаемая потоком, в которой находится генератор.

Тип турбины определяется по сводному графику номенклатур гидротурбин, исходя из требуемой мощности и существующего напора.

Мощность 2-х турбин, тыс. кВт, рассчитывается по формуле:

N2т= Nгэс+0.05Nгэс

N2т = 7700+0.05*7700=8085 кВт.

Мощность одной турбины:

Nт= N2т/2

Nт=8085/2=4042.5 кВт.

Где Nгэс- установленная мощность ГЭС. Значение ее величины снимается с

графика нагрузок.

Используя значения мощности турбины и напора, входят в график

номенклатур и определяют тип турбины.

Если данная точка попадает в зону работы 2-х турбин, то выбирается тип турбины с более устойчивой зоной работы. Можно задать не 2, а 4 турбины,

тогда работа будет болееустойчиво.

Определение параметров турбины.

Расход турбины /с, рассчитывается по формуле:

Qт= Nт/9.81*Н*nт;

Qт=4042.5/9.81*20*0.97=21.2/с

где Nт - мощность одной турбины;

Н - расчетный напор;

n- КПД турбины, равной 0,97

Для каждого типа турбин существуют частные графики или области применения турбин, по которым определяются количество оборотов и диаметр рабочего колеса турбины в зависимости от напора и мощности

турбины.

Для установления области работы гидротурбины в отношении ее КПД необходимо использовать универсальные характеристики турбин, которые показывают изменение его при определенном напоре и количестве оборотов в зависимости от расхода турбины.

Чтобы пользоваться универсальной характеристикой, необходимо по формулам приведения найти приведенное количество оборотов, (об/мин) и приведенный расход, м³/с.

Dт =2.25; n=136

n=;

n==68.4 об/мин

Q=;

Q==0.93 м³/с

n - количество оборотов турбины по данным частных графиков; D - диаметр турбины, м; Н - расчетный напор, м.

По полученным приведенным величинам, используя универсальную характеристику, находим максимальное значение КПД, турбины при принятом режиме ее работы.