Cum'è fonte d'energia rinnuvevule à risposta rapida, l'energia idroelettrica ghjoca di solitu u rolu di regulazione di piccu è di regulazione di frequenza in a rete elettrica, ciò chì significa chì l'unità idroelettriche spessu anu bisognu di funziunà in cundizioni chì si discostanu da e cundizioni di cuncepimentu. Analizendu un gran numeru di dati di prova, si mette in risaltu chì quandu a turbina funziona in cundizioni micca cuncepite, in particulare in cundizioni di carica parziale, una forte pulsazione di pressione apparirà in u tubu di tiraggio di a turbina. A bassa frequenza di sta pulsazione di pressione influenzerà negativamente u funziunamentu stabile di a turbina è a sicurezza di l'unità è di l'officina. Dunque, a pulsazione di pressione di u tubu di tiraggio hè stata largamente preoccupata da l'industria è da u mondu accademicu.
Dapoi chì u prublema di a pulsazione di pressione in u tubu di tiraggio di una turbina hè statu prupostu per a prima volta in u 1940, a causa hè stata preoccupata è discussa da parechji studiosi. Attualmente, i studiosi generalmente credenu chì a pulsazione di pressione di u tubu di tiraggio in cundizioni di carica parziale hè causata da u muvimentu di vortice spirale in u tubu di tiraggio; l'esistenza di u vortice rende a distribuzione di pressione nantu à a sezione trasversale di u tubu di tiraggio irregulare, è cù a rotazione di a cintura di vortice, u campu di pressione asimmetricu gira ancu, pruvucendu un cambiamentu periodicu di a pressione cù u tempu, furmendu pulsazione di pressione. U vortice elicoidale hè causatu da u flussu di vortice à l'entrata di u tubu di tiraggio in cundizioni di carica parziale (vale à dì, ci hè una cumpunente tangenziale di velocità). L'US Bureau of Reclamation hà realizatu un studiu sperimentale nantu à u vortice in u tubu di tiraggio, è hà analizatu a forma è u cumpurtamentu di u vortice sottu diversi gradi di vortice. I risultati mostranu chì solu quandu u gradu di vortice righjunghji un certu livellu, a banda di vortice spirale apparirà in u tubu di tiraggio. U vortice elicoidale appare in cundizioni di carica parziale, dunque solu quandu a velocità di flussu relativa (Q/Qd, Qd hè a velocità di flussu di u puntu di cuncepimentu) di u funziunamentu di a turbina hè trà 0,5 è 0,85, apparirà una forte pulsazione di pressione in u tubu di tiraggio. A frequenza di a cumpunente principale di a pulsazione di pressione indotta da a cintura di vortice hè relativamente bassa, chì hè equivalente à 0,2 à 0,4 volte a frequenza di rotazione di u corridore, è più chjucu hè Q/Qd, più alta hè a frequenza di pulsazione di pressione. Inoltre, quandu si verifica a cavitazione, e bolle d'aria generate in u vortice aumenteranu a dimensione di u vortice è renderanu a pulsazione di pressione più intensa, è ancu a frequenza di a pulsazione di pressione cambierà.
In cundizioni di carica parziale, a pulsazione di pressione in u tubu di tiraggio pò rapprisintà una grande minaccia per u funziunamentu stabile è sicuru di l'unità idroelettrica. Per supprimà sta pulsazione di pressione, sò state pruposte parechje idee è metudi, cum'è l'installazione di alette nantu à u muru di u tubu di tiraggio è a ventilazione in u tubu di tiraggio sò duie misure efficaci. Nishi et al. anu utilizatu metudi sperimentali è numerichi per studià l'effettu di l'alette nantu à a pulsazione di pressione di u tubu di tiraggio, cumpresi l'effetti di diversi tipi di alette, l'effetti di u numeru di alette è e so pusizioni d'installazione. I risultati mostranu chì l'installazione di alette pò riduce significativamente l'eccentricità di u vortice è riduce a pulsazione di pressione. Dmitry et al. anu ancu trovu chì l'installazione di alette pò riduce l'ampiezza di a pulsazione di pressione da 30% à 40%. A ventilazione da u foru cintrale di l'arburu principale à u tubu di tiraggio hè ancu un metudu efficace per supprimà a pulsazione di pressione. U gradu di eccentricità di u vortice. Inoltre, Nishi et al. anu ancu pruvatu à ventilà u tubu di tiraggio attraversu picculi fori nantu à a superficia di l'aletta, è anu trovu chì questu metudu pò supprimà a pulsazione di pressione è a quantità d'aria necessaria hè assai chjuca quandu l'aletta ùn pò micca funziunà.
Data di publicazione: 9 d'aostu 2022
