Քաշող խողովակի պատին թևիկներ ավելացնելու ազդեցությունը Ֆրենսիս տուրբինի ճնշման պուլսացիայի վրա

Որպես արագ արձագանքող վերականգնվող էներգիայի աղբյուր, հիդրոէներգիան սովորաբար կատարում է գագաթնակետային և հաճախականության կարգավորման դեր էլեկտրաէներգետիկ ցանցում, ինչը նշանակում է, որ հիդրոէլեկտրակայանները հաճախ ստիպված են աշխատել նախագծային պայմաններից շեղվող պայմաններում: Մեծ թվով փորձարկման տվյալների վերլուծությամբ նշվում է, որ երբ տուրբինն աշխատում է ոչ նախագծային պայմաններում, հատկապես մասնակի բեռի պայմաններում, տուրբինի մղիչ խողովակում կհայտնվի ուժեղ ճնշման պուլսացիա: Այս ճնշման պուլսացիայի ցածր հաճախականությունը բացասաբար կանդրադառնա տուրբինի կայուն աշխատանքի և բլոկի ու արհեստանոցի անվտանգության վրա: Հետևաբար, մղիչ խողովակի ճնշման պուլսացիան լայնորեն մտահոգված է արդյունաբերության և ակադեմիական շրջանակների կողմից:

Քանի որ տուրբինի մղիչ խողովակում ճնշման պուլսացիայի խնդիրը առաջին անգամ առաջադրվել է 1940 թվականին, պատճառը մտահոգել և քննարկել են բազմաթիվ գիտնականներ: Ներկայումս գիտնականները ընդհանուր առմամբ կարծում են, որ մղիչ խողովակի ճնշման պուլսացիան մասնակի բեռի պայմաններում պայմանավորված է մղիչ խողովակում պարուրաձև մրրկային շարժումով. մրրկի առկայությունը ճնշման բաշխումը մղիչ խողովակի լայնական հատույթի վրա դարձնում է անհավասար, և մրրկային գոտու պտտման հետ մեկտեղ պտտվում է նաև ասիմետրիկ ճնշման դաշտը, ինչը ստիպում է ճնշմանը պարբերաբար փոփոխվել ժամանակի ընթացքում՝ առաջացնելով ճնշման պուլսացիա: Պարուրաձև մրրկը պայմանավորված է մղիչ խողովակի մուտքի մոտ պտտվող հոսքով մասնակի բեռի պայմաններում (այսինքն՝ արագության շոշափողական բաղադրիչ կա): ԱՄՆ-ի վերականգնման բյուրոն անցկացրել է մղիչ խողովակի մրրկի փորձարարական ուսումնասիրություն և վերլուծել է մրրկի ձևը և վարքագիծը տարբեր աստիճանի մրրկի պայմաններում: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ միայն այն դեպքում, երբ մրրկի աստիճանը հասնում է որոշակի մակարդակի, մղիչ խողովակում կհայտնվի պարուրաձև մրրկային գոտի: Պարուրաձև մրրիկը առաջանում է մասնակի բեռնվածության պայմաններում, ուստի միայն այն դեպքում, երբ տուրբինի աշխատանքի հարաբերական հոսքի արագությունը (Q/Qd, Qd-ն նախագծային կետային հոսքի արագությունն է) 0.5-ից 0.85 միջակայքում է, մղիչ խողովակում կհայտնվի ուժեղ ճնշման պուլսացիա։ Մրրրիկ գոտու կողմից առաջացած ճնշման պուլսացիայի հիմնական բաղադրիչի հաճախականությունը համեմատաբար ցածր է, ինչը համարժեք է վազորդի պտտման հաճախականության 0.2-ից 0.4 անգամին, և որքան փոքր է Q/Qd-ն, այնքան բարձր է ճնշման պուլսացիայի հաճախականությունը։ Բացի այդ, երբ տեղի է ունենում կավիտացիա, մրրիկում առաջացած օդային պղպջակները կմեծացնեն մրրիկի չափը և ճնշման պուլսացիան կդարձնեն ավելի ինտենսիվ, և ճնշման պուլսացիայի հաճախականությունը նույնպես կփոխվի։
Մասնակի բեռնվածության պայմաններում, մղիչ խողովակում ճնշման պուլսացիան կարող է մեծ սպառնալիք ներկայացնել հիդրոէլեկտրակայանի կայուն և անվտանգ աշխատանքի համար: Այս ճնշման պուլսացիան ճնշելու համար առաջարկվել են բազմաթիվ գաղափարներ և մեթոդներ, ինչպիսիք են՝ մղիչ խողովակի պատին թևիկների տեղադրումը և մղիչ խողովակի մեջ օդափոխությունը՝ երկու արդյունավետ միջոցներ են: Նիշին և այլք օգտագործել են փորձարարական և թվային մեթոդներ՝ մղիչ խողովակի ճնշման պուլսացիայի վրա թևիկների ազդեցությունը ուսումնասիրելու համար, ներառյալ տարբեր տեսակի թևիկների ազդեցությունը, թևիկների քանակի և դրանց տեղադրման դիրքերի ազդեցությունը: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ թևիկների տեղադրումը կարող է զգալիորեն նվազեցնել մրրկի էքսցենտրիկությունը և նվազեցնել ճնշման պուլսացիան: Դմիտրին և այլք նաև պարզել են, որ թևիկների տեղադրումը կարող է նվազեցնել ճնշման պուլսացիայի ամպլիտուդը 30%-ից մինչև 40%: Գլխավոր լիսեռի կենտրոնական անցքից մղիչ խողովակ օդափոխությունը նույնպես ճնշման պուլսացիան ճնշելու արդյունավետ մեթոդ է: Մրրկի էքսցենտրիկության աստիճանը: Բացի այդ, Նիշին և այլք... նաև փորձեցին օդափոխել ներքաշման խողովակը թևիկի մակերեսին եղած փոքր անցքերով և պարզեցին, որ այս մեթոդը կարող է ճնշել ճնշման պուլսացիան, և երբ թևիկը չի կարող գործել, անհրաժեշտ օդի քանակը շատ փոքր է։