Kao obnovljivi izvor energije s brzim odzivom, hidroenergija obično igra ulogu regulacije vršnih opterećenja i regulacije frekvencije u elektroenergetskoj mreži, što znači da hidroelektrane često moraju raditi u uvjetima koji odstupaju od projektnih uvjeta. Analizom velikog broja podataka ispitivanja, istaknuto je da kada turbina radi u uvjetima koji nisu projektni, posebno pod uvjetima djelomičnog opterećenja, u propusnoj cijevi turbine dolazi do jakih pulsacija tlaka. Niska frekvencija ovih pulsacija tlaka negativno će utjecati na stabilan rad turbine i sigurnost jedinice i radionice. Stoga je pulsacija tlaka u propusnoj cijevi izazvala veliku zabrinutost u industriji i akademskoj zajednici.
Otkako je problem pulsacije pritiska u propuhu turbine prvi put predložen 1940. godine, mnogi naučnici su se bavili i raspravljali o uzroku. Trenutno, naučnici uglavnom vjeruju da je pulsacija pritiska u propuhu cijevi pod uslovima djelimičnog opterećenja uzrokovana kretanjem spiralnog vrtloga u propuhu cijevi; postojanje vrtloga čini raspodjelu pritiska na poprečnom presjeku propuha cijevi neravnomjernom, a sa rotacijom vrtložnog pojasa, asimetrično polje pritiska se također rotira, uzrokujući periodičnu promjenu pritiska s vremenom, formirajući pulsaciju pritiska. Spiralni vrtlog je uzrokovan vrtložnim tokom na ulazu u propuh cijevi pod uslovima djelimičnog opterećenja (tj. postoji tangencijalna komponenta brzine). Američki Zavod za reklamacije proveo je eksperimentalnu studiju o vrtlogu u propuhu cijevi i analizirao oblik i ponašanje vrtloga pod različitim stepenima vrtloga. Rezultati pokazuju da će se spiralni vrtložni pojas pojaviti u propuhu cijevi tek kada stepen vrtloga dostigne određeni nivo. Spiralni vrtlog se pojavljuje u uslovima djelimičnog opterećenja, tako da samo kada je relativni protok (Q/Qd, Qd je projektovani protok) rada turbine između 0,5 i 0,85, u usisnoj cijevi će se pojaviti jake pulsacije pritiska. Frekvencija glavne komponente pulsacija pritiska izazvanih vrtložnim pojasom je relativno niska, što je ekvivalentno 0,2 do 0,4 puta frekvenciji rotacije rotora, a što je Q/Qd manji, to je veća frekvencija pulsacija pritiska. Osim toga, kada dođe do kavitacije, mjehurići zraka generirani u vrtlogu će povećati veličinu vrtloga i učiniti pulsacije pritiska intenzivnijim, a frekvencija pulsacija pritiska će se također promijeniti.
Pod uslovima djelimičnog opterećenja, pulsiranje pritiska u propuhu cijevi može predstavljati veliku prijetnju stabilnom i sigurnom radu hidroelektrane. Kako bi se suzbilo ovo pulsiranje pritiska, predloženo je mnogo ideja i metoda, kao što su ugradnja rebara na zid propuha cijevi i ventilacija u propuh cijevi, što su dvije efikasne mjere. Nishi i saradnici koristili su eksperimentalne i numeričke metode za proučavanje uticaja rebara na pulsiranje pritiska u propuhu cijevi, uključujući uticaj različitih vrsta rebara, uticaj broja rebara i njihovih položaja ugradnje. Rezultati pokazuju da ugradnja rebara može značajno smanjiti ekscentricitet vrtloga i smanjiti pulsiranje pritiska. Dmitry i saradnici su također otkrili da ugradnja rebara može smanjiti amplitudu pulsiranja pritiska za 30% do 40%. Ventilacija od centralnog otvora glavnog vratila do propuha cijevi je također efikasna metoda za suzbijanje pulsiranja pritiska. Stepen ekscentriciteta vrtloga. Pored toga, Nishi i saradnici... Također su pokušali ventilirati prozračnu cijev kroz male rupe na površini peraja i otkrili da ova metoda može suzbiti pulsiranje pritiska i da je potrebna količina zraka vrlo mala kada peraja ne može funkcionirati.
Vrijeme objave: 09.08.2022.
