Sebagai sumber energi terbarukan yang memiliki respons cepat, tenaga air biasanya berperan sebagai pengatur puncak dan pengatur frekuensi dalam jaringan listrik, yang berarti bahwa unit tenaga air sering kali perlu beroperasi dalam kondisi yang menyimpang dari kondisi desain. Dengan menganalisis sejumlah besar data uji, ditunjukkan bahwa ketika turbin bekerja dalam kondisi non-desain, terutama dalam kondisi beban parsial, denyutan tekanan yang kuat akan muncul di draft tube turbin. Frekuensi rendah denyutan tekanan ini akan berdampak buruk pada operasi turbin yang stabil dan keselamatan unit dan bengkel. Oleh karena itu, denyutan tekanan pada draft tube telah menjadi perhatian luas oleh industri dan akademisi.
Sejak masalah denyutan tekanan pada draft tube turbin pertama kali diajukan pada tahun 1940, penyebabnya telah menjadi perhatian dan dibahas oleh banyak ilmuwan. Saat ini, para ilmuwan umumnya percaya bahwa denyutan tekanan pada draft tube dalam kondisi beban parsial disebabkan oleh gerakan pusaran spiral pada draft tube; keberadaan pusaran membuat distribusi tekanan pada penampang melintang draft tube menjadi tidak merata, dan dengan rotasi sabuk pusaran, medan tekanan asimetris juga berputar, menyebabkan tekanan berubah secara berkala seiring waktu, membentuk denyutan tekanan. Pusaran heliks disebabkan oleh aliran yang berputar-putar pada saluran masuk draft tube dalam kondisi beban parsial (yaitu, ada komponen kecepatan tangensial). Biro Reklamasi AS melakukan studi eksperimental pada pusaran dalam draft tube, dan menganalisis bentuk dan perilaku pusaran dalam derajat pusaran yang berbeda. Hasilnya menunjukkan bahwa hanya ketika derajat pusaran mencapai tingkat tertentu, pita pusaran spiral akan muncul di draft tube. Pusaran heliks muncul dalam kondisi beban parsial, jadi hanya ketika laju aliran relatif (Q/Qd, Qd adalah laju aliran titik desain) dari operasi turbin berada di antara 0,5 dan 0,85, denyutan tekanan yang parah akan muncul di tabung draft. Frekuensi komponen utama denyutan tekanan yang disebabkan oleh sabuk pusaran relatif rendah, yang setara dengan 0,2 hingga 0,4 kali frekuensi rotasi runner, dan semakin kecil Q/Qd, semakin tinggi frekuensi denyutan tekanan. Selain itu, ketika kavitasi terjadi, gelembung udara yang dihasilkan dalam pusaran akan meningkatkan ukuran pusaran dan membuat denyutan tekanan lebih intens, dan frekuensi denyutan tekanan juga akan berubah.
Dalam kondisi beban parsial, denyut tekanan dalam draft tube dapat menimbulkan ancaman besar terhadap operasi unit hidroelektrik yang stabil dan aman. Untuk menekan denyut tekanan ini, banyak ide dan metode telah diusulkan, seperti memasang sirip pada dinding draft tube dan ventilasi ke dalam draft tube adalah dua tindakan yang efektif. Nishi et al. menggunakan metode eksperimental dan numerik untuk mempelajari efek sirip pada denyut tekanan draft tube, termasuk efek dari berbagai jenis sirip, efek jumlah sirip dan posisi pemasangannya. Hasilnya menunjukkan bahwa pemasangan sirip dapat secara signifikan mengurangi eksentrisitas pusaran dan mengurangi denyut tekanan. Dmitry et al juga menemukan bahwa pemasangan sirip dapat mengurangi amplitudo denyut tekanan sebesar 30% hingga 40%. Ventilasi dari lubang tengah poros utama ke draft tube juga merupakan metode yang efektif untuk menekan denyut tekanan. Derajat eksentrisitas pusaran. Selain itu, Nishi et al. juga mencoba untuk mengalirkan udara melalui lubang-lubang kecil pada permukaan sirip, dan menemukan bahwa cara ini dapat menekan denyutan tekanan dan jumlah udara yang dibutuhkan pun sangat kecil ketika sirip tidak dapat berfungsi.
Waktu posting: 09-08-2022
