Kayan aiki masu haɗaka suna shiga cikin aikin gina kayan aiki ga masana'antar wutar lantarki ta ruwa. Binciken ƙarfin abu da sauran sharuɗɗa ya nuna ƙarin amfani da yawa, musamman ga ƙananan da ƙananan na'urori.
An kimanta kuma an gyara wannan labarin bisa ga bita da ƙwararru biyu ko fiye suka gudanar waɗanda ke da ƙwarewa mai dacewa. Waɗannan masu bita na takwarorinsu suna yin hukunci kan rubuce-rubucen hannu don daidaiton fasaha, amfani, da kuma mahimmancin gabaɗaya a cikin masana'antar samar da wutar lantarki ta ruwa.
Ci gaban sabbin kayayyaki yana ba da damammaki masu ban sha'awa ga masana'antar samar da wutar lantarki ta ruwa. Itace - wanda ake amfani da shi a cikin ƙafafun ruwa da bututun ƙarfe na asali - an maye gurbinsa da wani ɓangare da sassan ƙarfe a farkon shekarun 1800. Karfe yana riƙe da ƙarfinsa ta hanyar ɗaukar nauyi mai yawa kuma yana tsayayya da yashewa da tsatsa. An fahimci halayensa sosai kuma hanyoyin ƙera sassan an haɓaka su sosai. Ga manyan na'urori, ƙarfe zai kasance kayan da aka fi so.
Duk da haka, idan aka yi la'akari da ƙaruwar ƙananan injinan turbines (ƙasa da 10 MW) zuwa ƙananan injinan (ƙasa da 100 kW), ana iya amfani da haɗakar injinan don adana nauyi da rage farashin masana'antu da tasirin muhalli. Wannan ya fi dacewa musamman idan aka yi la'akari da ci gaba da buƙatar haɓaka samar da wutar lantarki. Ƙarfin wutar lantarki da aka shigar a duniya, kusan MW 800,000 bisa ga wani bincike na 2009 da Norwegian Renewable Energy Partners ya yi, kashi 10% ne kawai na yuwuwar tattalin arziki da kashi 6% na wutar lantarki mai yuwuwar fasaha. Ikon kawo ƙarin ruwan da za a iya amfani da shi a fannin tattalin arziki yana ƙaruwa tare da ikon abubuwan haɗin gwiwa don samar da tattalin arziki mai girma.
Ƙirƙirar kayan haɗin gwiwa
Domin ƙera penstock ɗin ta hanyar tattalin arziki da ƙarfi mai ƙarfi, hanya mafi kyau ita ce naɗe filament. Babban mandrel an naɗe shi da jawur zare waɗanda aka yi ta cikin baho na resin. An naɗe jawur ɗin da ƙugiya da tsarin helical don ƙirƙirar ƙarfi don matsin lamba na ciki, lanƙwasawa a tsayi da kuma sarrafawa. Sashen sakamakon da ke ƙasa yana nuna farashi da nauyi a kowace ƙafa don girman penstock guda biyu, bisa ga ƙiyasin da aka samu daga masu samar da kayayyaki na gida. Ƙimar ta nuna cewa kauri na ƙira ya dogara ne da buƙatun shigarwa da sarrafawa, maimakon ƙarancin nauyin matsi, kuma ga duka biyun ya kasance 2.28 cm.
An yi la'akari da hanyoyi guda biyu na kera ƙofofin wicket da stay vanes; rigar layup da injin vacuum. Ruwan layup yana amfani da busasshen yadi, wanda ake zuba resin a kan yadi da kuma amfani da na'urori masu birgima don tura resin cikin yadi. Wannan tsari ba shi da tsabta kamar injin vacuum kuma ba koyaushe yake samar da tsari mafi kyau ba dangane da rabon fiber-da-resin, amma yana ɗaukar ƙasa da lokaci fiye da tsarin injin vacuum. Ruwan layup yana ajiye busasshen zare a daidai yanayin, sannan a saka busasshen tari a cikin jakar injin sannan a haɗa ƙarin kayan haɗin da ke haifar da wadatar resin, wanda ake jawo shi cikin ɓangaren lokacin da aka shafa injin. Ruwan layup yana taimakawa wajen kiyaye adadin resin a matakin da ya dace kuma yana rage sakin abubuwa masu canzawa.
Akwatin gungurawa zai yi amfani da hanyar handset a cikin rabi biyu daban-daban a kan wani nau'in nama don tabbatar da santsi a ciki. Za a haɗa waɗannan rabi biyu tare da zare a waje a wurin haɗawa don tabbatar da isasshen ƙarfi. Nauyin matsi a cikin akwatin gungurawa baya buƙatar haɗin gwiwa mai ƙarfi mai ƙarfi, don haka jikakken yadin fiberglass tare da resin epoxy zai isa. Kauri na akwatin gungurawa ya dogara ne akan sigar ƙira iri ɗaya da penstock. Naúrar 250-kW injin kwarara ne na axial, don haka babu akwatin gungurawa.
Mai gudu na turbine yana haɗa tsarin lissafi mai rikitarwa tare da buƙatun kaya masu yawa. Aikin da aka yi kwanan nan ya nuna cewa ana iya ƙera sassan tsarin ƙarfi mai ƙarfi daga SMC da aka yanka tare da ƙarfi da tauri mai kyau.5 An ƙera hannun dakatarwa na Lamborghini Gallardo ta amfani da yadudduka da yawa na SMC da aka yanka wanda aka sani da haɗin da aka ƙirƙira, wanda aka ƙera don samar da kauri da ake buƙata. Ana iya amfani da wannan hanyar ga masu gudu na Francis da propeller. Ba za a iya yin mai gudu na Francis a matsayin raka'a ɗaya ba, saboda sarkakiyar da ruwan wukake ke haɗuwa zai hana a cire ɓangaren daga mold. Don haka, ana ƙera ruwan wukake, kambi da madauri daban-daban sannan a haɗa su wuri ɗaya sannan a ƙarfafa su da ƙusoshi ta wajen kambi da madauri.
Duk da cewa ana iya ƙera bututun zaren da sauƙi ta amfani da naɗaɗɗen filament, ba a yi amfani da zare na halitta don tallata wannan tsari ba. Don haka, an zaɓi tsarin da hannu, domin wannan ita ce hanyar ƙera ta yau da kullun, duk da yawan kuɗin aiki. Ta amfani da tsarin maza mai kama da mandrel, ana iya kammala tsarin da tsarin a kwance sannan a juya shi a tsaye don ya warke, wanda ke hana yin lanƙwasa a gefe ɗaya. Nauyin sassan da aka haɗa zai ɗan bambanta dangane da adadin resin da ke cikin ɓangaren da aka gama. Waɗannan lambobi sun dogara ne akan nauyin zare 50%.
Jimillar nauyin injin turbin ƙarfe da na 2-MW guda ɗaya shine kilogiram 9,888 da kilogiram 7,016, bi da bi. Injin turbin ƙarfe 250-kW da na composite sune kilogiram 3,734 da kilogiram 1,927, bi da bi. Jimillar ya ɗauki ƙofofin wicket 20 ga kowace injin turbin da tsawon penstock daidai yake da kan injin turbin. Wataƙila penstock ɗin zai fi tsayi kuma yana buƙatar kayan aiki, amma wannan lambar tana ba da ƙiyasin asali na nauyin naúrar da na'urorin haɗin gwiwa. Ba a haɗa janareta, ƙusoshi da kayan aikin ƙofa ba kuma ana tsammanin suna kama da juna tsakanin na'urorin haɗin da na ƙarfe. Hakanan ya kamata a lura cewa sake fasalin mai gudu da ake buƙata don la'akari da yawan damuwa da aka gani a cikin FEA zai ƙara nauyi ga na'urorin haɗin gwiwa, amma ana ɗaukar adadin ya zama ƙasa, akan tsari na kilogiram 5 don ƙarfafa maki tare da yawan damuwa
Da nauyin da aka bayar, injin turbin mai nauyin 2-MW da kuma bututun da ke cikinsa za a iya ɗaga shi ta hanyar amfani da V-22 Osprey mai sauri, yayin da injin ƙarfe zai buƙaci helikwafta mai juyawa ta Chinook mai sauri, wadda ba ta da motsi sosai. Haka kuma, injin turbin mai nauyin 2-MW da bututun penstock za a iya jan su da F-250 4×4, yayin da injin ƙarfe zai buƙaci babbar motar da za ta yi wahalar motsawa a kan hanyoyin daji idan shigarwar tana nesa.
Kammalawa
Yana yiwuwa a gina injinan turbines daga kayan haɗin gwiwa, kuma an ga raguwar nauyi daga kashi 50% zuwa 70% idan aka kwatanta da kayan ƙarfe na gargajiya. Rage nauyin zai iya ba da damar shigar da injinan haɗin gwiwa a wurare masu nisa. Bugu da ƙari, haɗa waɗannan tsarin haɗin gwiwa ba ya buƙatar kayan aikin walda. Kayan haɗin kuma suna buƙatar ƙananan sassa don a haɗa su tare, domin ana iya yin kowane yanki a sassa ɗaya ko biyu. A ƙananan ayyukan samarwa da aka yi a cikin wannan binciken, farashin injinan da sauran kayan aiki sun mamaye farashin kayan aikin.
Ƙananan gudu da aka nuna a nan sun nuna abin da zai kashe don fara ƙarin bincike kan waɗannan kayan. Wannan binciken zai iya magance zaizayar cavitation da kariyar UV na abubuwan da aka gyara bayan shigarwa. Yana iya yiwuwa a yi amfani da elastomer ko rufin yumbu don rage cavitation ko tabbatar da cewa turbine yana gudana a cikin tsarin kwarara da kan da ke hana cavitation faruwa. Zai zama mahimmanci a gwada da warware waɗannan da sauran batutuwa don tabbatar da cewa na'urorin za su iya samun irin wannan aminci ga turbines na ƙarfe, musamman idan za a sanya su a wuraren da ba a cika yin gyara ba.
Ko da a waɗannan ƙananan gudu, wasu abubuwan haɗin gwiwa na iya zama masu inganci saboda raguwar aikin da ake buƙata don ƙera. Misali, akwatin gungura na na'urar Francis mai ƙarfin 2-MW zai kashe $80,000 don walda daga ƙarfe idan aka kwatanta da $25,000 don ƙera kayan haɗin gwiwa. Duk da haka, idan aka yi la'akari da nasarar ƙirar masu haɗin gwiwa na turbine, farashin ƙera masu haɗin gwiwa ya fi daidai da sassan ƙarfe. Mai haɗin gwiwa na 2-MW zai kashe kusan $23,000 don ƙera daga ƙarfe, idan aka kwatanta da $27,000 daga kayan haɗin gwiwa. Farashi na iya bambanta ta hanyar na'ura. Kuma farashin kayan haɗin gwiwa zai ragu sosai a mafi girman gudu na samarwa idan za a iya sake amfani da molds.
Masu bincike sun riga sun binciki gina na'urorin injinan turbine daga kayan haɗin gwiwa.8 Duk da haka, wannan binciken bai magance zaizayar cavitation da yuwuwar gini ba. Mataki na gaba na na'urorin injinan haɗin gwiwa shine tsara da gina samfurin sikelin da zai ba da damar tabbatar da yuwuwar da kuma wadatar ƙera su. Sannan za a iya gwada wannan na'urar don tantance inganci da dacewa, da kuma hanyoyin hana zaizayar cavitation da ta wuce kima.
Lokacin Saƙo: Fabrairu-15-2022
