Ջրային տուրբինների վազորդներ. Տեսակներ և տեխնիկական բնութագրեր

Ջրային տուրբինները հիդրոէլեկտրակայանների հիմնական բաղադրիչներն են, որոնք հոսող կամ ընկնող ջրի էներգիան վերածում են մեխանիկական էներգիայի։ Այս գործընթացի հիմքում ընկած էվազորդ, տուրբինի պտտվող մասը, որը անմիջականորեն փոխազդում է ջրի հոսքի հետ: Շարժիչի նախագծումը, տեսակը և տեխնիկական բնութագրերը կարևոր են տուրբինի արդյունավետությունը, շահագործման գլխային հոսանքի միջակայքը և կիրառման սցենարները որոշելու համար:

1. Ջրային տուրբինների վազորդների դասակարգում

Ջրային տուրբինների շարժակազմերը սովորաբար դասակարգվում են երեք հիմնական կատեգորիայի՝ կախված իրենց կողմից մշակվող ջրի հոսքի տեսակից.

A. Իմպուլսային վազորդներ

Իմպուլսային տուրբինները աշխատում են բարձր արագության ջրային շիթերով, որոնք մթնոլորտային ճնշման տակ հարվածում են շարժիչի թևերին։ Այս շարժիչները նախատեսված ենբարձր գլխիկով, ցածր հոսքովդիմումներ։

• Պելտոն Ռաններ:

  • ԿառուցվածքԳդալով դույլեր, որոնք տեղադրված են անիվի եզրագծին։

  • Գլխի հեռավորություն: 100–1800 մետր։

  • ԱրագությունՑածր պտտման արագություն; հաճախ անհրաժեշտ են արագության ավելացիչներ։

  • ԴիմումներԼեռնային տարածքներ, ցանցից դուրս միկրոհիդրոէներգիա։

B. Ռեակցիա վազորդներ

Ռեակցիոն տուրբինները աշխատում են ջրի ճնշման աստիճանական փոփոխությամբ, երբ այն անցնում է հոսքագծի միջով։ Այս հոսքագծերը գտնվում են ջրի տակ և աշխատում են ջրի ճնշման տակ։

• Ֆրենսիս Ռաններ:

  • ԿառուցվածքԽառը հոսք՝ դեպի ներս՝ ճառագայթային և առանցքային շարժումով։

  • Գլխի հեռավորություն: 20–300 մետր։

  • ԱրդյունավետությունԲարձր, սովորաբար 90%-ից բարձր։

  • ԴիմումներԼայնորեն օգտագործվում է միջին գլխիկով հիդրոէլեկտրակայաններում։

• Կապլան Ռաններ:

  • ԿառուցվածքԱռանցքային հոսքի վազորդ՝ կարգավորվող շեղբերով։

  • Գլխի հեռավորություն: 2–30 մետր։

  • ՀատկանիշներԿարգավորվող շեղբերը թույլ են տալիս բարձր արդյունավետություն ապահովել տարբեր բեռների դեպքում։

  • ԴիմումներՑածր ճնշումով, բարձր հոսքով գետեր և մակընթացային կիրառություններ։

• Պրոպելերի վազորդ:

  • ԿառուցվածքՆման է Կապլանին, բայց ֆիքսված շեղբերով։

  • ԱրդյունավետությունՕպտիմալ է միայն հաստատուն հոսքի պայմաններում։

  • ԴիմումներՓոքր ՀԷԿ-երի կայաններ՝ կայուն հոսքով և գլխիկով։

C. Վազորդների այլ տեսակներ

• Տուրգո վազորդ:

  • ԿառուցվածքՋրի շիթերը հարվածում են վազքուղուն որոշակի անկյան տակ։

  • Գլխի հեռավորություն: 50–250 մետր։

  • ԱռավելությունԱվելի բարձր պտտման արագություն, քան Պելտոնը, ավելի պարզ կառուցվածք։

  • ԴիմումներՓոքր և միջին հիդրոէլեկտրակայաններ։

• Խաչաձև հոսքի վազորդ (Բանկի-Միշել տուրբին):

  • ԿառուցվածքՋուրը հոսում է վազքուղու միջով լայնակի, երկու անգամ։

  • Գլխի հեռավորություն: 2–100 մետր։

  • ՀատկանիշներՀարմար է փոքր հիդրոէլեկտրակայանների և փոփոխական հոսքի համար։

  • ԴիմումներԱռանց ցանցին միացված համակարգեր, մինի հիդրոէլեկտրակայաններ։

2. Վազորդների հիմնական տեխնիկական բնութագրերը

Տարբեր տեսակի վազորդները պահանջում են ուշադիր ուշադրություն դարձնել իրենց տեխնիկական պարամետրերին՝ օպտիմալ աշխատանքն ապահովելու համար.

3. Ընտրության չափանիշներ

Շարժիչի տեսակը ընտրելիս ինժեներները պետք է հաշվի առնեն.

• Գլուխ և հոսքՈրոշում է՝ ընտրել իմպուլս, թե՞ ռեակցիա։

• Տեղանքի պայմաններըԳետի փոփոխականություն, նստվածքային ծանրաբեռնվածություն, սեզոնային փոփոխություններ։

• Գործառնական ճկունությունԱնհրաժեշտ է շեղբի կարգավորում կամ հոսքի հարմարեցում։

• Արժեքը և սպասարկումըԱվելի պարզ վազորդները, ինչպիսիք են Pelton-ը կամ Propeller-ը, ավելի հեշտ են պահպանել։

4. Ապագայի միտումներ

Հաշվողական հեղուկային դինամիկայի (CFD) և եռաչափ մետաղական տպագրության առաջընթացի հետ մեկտեղ, տուրբինի վազորդների նախագծումը զարգանում է դեպի՝

• Ավելի բարձր արդյունավետություն փոփոխական հոսքերի դեպքում

• Հատուկ տեղանքի պայմանների համար նախատեսված հարմարեցված վազորդներ

• Կոմպոզիտային նյութերի օգտագործումը ավելի թեթև և կոռոզիոն դիմացկուն շեղբերի համար

Եզրակացություն

Ջրային տուրբինների վազորդները հիդրոէլեկտրակայանների էներգիայի փոխակերպման անկյունաքարն են: Համապատասխան վազորդի տեսակը ընտրելով և դրա տեխնիկական պարամետրերը օպտիմալացնելով՝ հիդրոէլեկտրակայանները կարող են հասնել բարձր արդյունավետության, երկար ծառայության ժամկետի և շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության նվազեցման: Անկախ նրանից, թե դա փոքրածավալ գյուղական էլեկտրաֆիկացման, թե ցանցին միացված խոշոր կայանների համար է, վազորդը մնում է հիդրոէլեկտրակայանների ողջ ներուժը բացահայտելու բանալին: