Energia berriztagarrien iturri azkar gisa, energia hidroelektrikoak normalean puntako erregulazio eta maiztasun erregulazio papera betetzen du sare elektrikoan, eta horrek esan nahi du unitate hidroelektrikoek askotan diseinu-baldintzetatik aldentzen diren baldintzetan funtzionatu behar dutela. Proba-datu ugari aztertuz, adierazi da turbina diseinu-baldintzetan ez dauden baldintzetan funtzionatzen duenean, batez ere karga partzialeko baldintzetan, presio-pultsazio handia agertuko dela turbinaren zirriborro-hodian. Presio-pultsazio honen maiztasun baxuak kalte egingo dio turbinaren funtzionamendu egonkorrean eta unitatearen eta tailerraren segurtasunean. Hori dela eta, zirriborro-hodiaren presio-pultsazioa kezka handia piztu du industriak eta akademiak.
1940an turbina baten zirriborro-hodian presio-pultsazioen arazoa lehen aldiz proposatu zenetik, hainbat adituk aztertu eta eztabaidatu dute kausa. Gaur egun, adituek, oro har, uste dute zirriborro-hodiaren presio-pultsazioa karga partzialeko baldintzetan zirriborro-hodiaren espiral-zurrunbiloaren mugimenduak eragiten duela; zurrunbiloaren existentziak zirriborro-hodiaren zeharkako sekzioan presio-banaketa irregularra egiten du, eta zurrunbilo-gerrikoaren biraketarekin batera, presio-eremu asimetrikoa ere biratzen ari da, eta horrek presioa denborarekin aldizka aldatzea eragiten du, presio-pultsazioa sortuz. Zurrunbilo helikoidala zirriborro-hodiaren sarreran zurrunbilo-fluxuak eragiten du karga partzialeko baldintzetan (hau da, abiaduraren osagai tangentzial bat dago). AEBetako Berreskuratze Bulegoak zirriborro-hodiaren zurrunbiloari buruzko ikerketa esperimental bat egin zuen, eta zurrunbiloaren forma eta portaera aztertu zituen zurrunbilo-gradu desberdinetan. Emaitzek erakusten dute zurrunbilo-gradua maila jakin batera iristen denean bakarrik agertuko dela espiral-zurrunbilo-banda zirriborro-hodian. Zurrunbilo helikoidala karga partzialeko baldintzetan agertzen da, beraz, turbinaren funtzionamenduaren emari-tasa erlatiboa (Q/Qd, Qd diseinu-puntuko emari-tasa da) 0,5 eta 0,85 artekoa denean bakarrik agertuko da presio-pultsazio larria zirriborro-hodian. Zurrunbilo-uhalak eragindako presio-pultsazioaren osagai nagusiaren maiztasuna nahiko baxua da, hau da, korrikalariaren biraketa-maiztasunaren 0,2 eta 0,4 aldiz artekoaren baliokidea, eta zenbat eta txikiagoa izan Q/Qd, orduan eta handiagoa izango da presio-pultsazio-maiztasuna. Gainera, kabitazioa gertatzen denean, zurrunbiloan sortutako aire-burbuilek zurrunbiloaren tamaina handituko dute eta presio-pultsazioa biziagoa bihurtuko dute, eta presio-pultsazioaren maiztasuna ere aldatuko da.
Karga partzialeko baldintzetan, zirriborro-hodiko presio-pultsazioa mehatxu handia izan daiteke unitate hidroelektrikoaren funtzionamendu egonkor eta seguruarentzat. Presio-pultsazio hori kentzeko, ideia eta metodo asko proposatu dira, hala nola, zirriborro-hodiaren horman hegatsak instalatzea eta zirriborro-hodira aireztatzea bi neurri eraginkor dira. Nishi et al.-ek metodo esperimentalak eta numerikoak erabili zituzten hegatsek zirriborro-hodiaren presio-pultsazioan duten eragina aztertzeko, hegats mota desberdinen eraginak, hegats kopuruaren eraginak eta haien instalazio-posizioak barne. Emaitzek erakusten dute hegatsak instalatzeak zurrunbiloaren eszentrikotasuna nabarmen murriztu dezakeela eta presio-pultsazioa murriztu dezakeela. Dmitry et al.-ek ere aurkitu zuten hegatsak instalatzeak presio-pultsazioen anplitudea % 30etik % 40ra murriztu dezakeela. Ardatz nagusiaren erdiko zulotik zirriborro-hodirako aireztapena ere metodo eraginkorra da presio-pultsazioa kentzeko. Zurrunbiloaren eszentrikotasun-maila. Horrez gain, Nishi et al. hegatsaren gainazaleko zulo txikietatik zirriborro-hodia aireztatzen ere saiatu zen, eta ikusi zuen metodo honek presio-pultsioa kendu dezakeela eta behar den aire kantitatea oso txikia dela hegatsak ezin duenean funtzionatu.
Argitaratze data: 2022ko abuztuak 9
