Жылдам жауап беретін жаңартылатын энергия көзі ретінде гидроэнергетика әдетте электр желісінде шыңдарды реттеу және жиілікті реттеу рөлін атқарады, бұл гидроэнергетикалық қондырғылардың көбінесе жобалау шарттарынан ауытқып кететін жағдайларда жұмыс істеуі қажет екенін білдіреді. Көптеген сынақ деректерін талдау арқылы турбина жобаланбаған жағдайларда, әсіресе ішінара жүктеме жағдайында жұмыс істеген кезде, турбинаның тарту түтігінде күшті қысым пульсациясы пайда болатыны көрсетілген. Бұл қысым пульсациясының төмен жиілігі турбинаның тұрақты жұмысына және қондырғы мен шеберхананың қауіпсіздігіне кері әсер етеді. Сондықтан тарту түтігінің қысым пульсациясы өнеркәсіп пен академиялық ортаның кеңінен алаңдаушылығына ие болды.
Турбина тарту түтігіндегі қысым пульсациясы мәселесі алғаш рет 1940 жылы ұсынылғандықтан, оның себебі көптеген ғалымдардың назарында болып, талқыланды. Қазіргі уақытта ғалымдар жалпы алғанда ішінара жүктеме жағдайында тарту түтігінің қысым пульсациясы тарту түтігіндегі спиральды құйын қозғалысынан туындайды деп санайды; құйынның болуы тарту түтігінің көлденең қимасындағы қысымның таралуын біркелкі емес етеді, ал құйын белдігінің айналуымен асимметриялық қысым өрісі де айналады, бұл қысымның уақыт өте келе мезгіл-мезгіл өзгеруіне әкеліп соғады, бұл қысым пульсациясын қалыптастырады. Спиральды құйын ішінара жүктеме жағдайында тарту түтігінің кірісіндегі айналмалы ағыннан туындайды (яғни, жылдамдықтың тангенциалды компоненті бар). АҚШ Мелиорация бюросы тарту түтігіндегі айналма бойынша эксперименттік зерттеу жүргізіп, әртүрлі айналма дәрежелеріндегі құйын пішіні мен әрекетін талдады. Нәтижелер көрсеткендей, айналма дәрежесі белгілі бір деңгейге жеткенде ғана тарту түтігінде спиральды құйын жолағы пайда болады. Спиральды құйын жартылай жүктеме жағдайында пайда болады, сондықтан турбина жұмысының салыстырмалы ағын жылдамдығы (Q/Qd, Qd - жобалау нүктесінің ағын жылдамдығы) 0,5 және 0,85 аралығында болғанда ғана тарту түтігінде қатты қысым пульсациясы пайда болады. Құйын белдеуімен туындаған қысым пульсациясының негізгі компонентінің жиілігі салыстырмалы түрде төмен, бұл жүгіргіштің айналу жиілігінің 0,2-ден 0,4 есесіне тең, ал Q/Qd неғұрлым кіші болса, қысым пульсациясы соғұрлым жоғары болады. Сонымен қатар, кавитация пайда болған кезде, құйында пайда болған ауа көпіршіктері құйынның көлемін арттырады және қысым пульсациясын күшейтеді, сондай-ақ қысым пульсациясының жиілігі де өзгереді.
Жартылай жүктеме жағдайында тарту түтігінің қысым пульсациясы гидроэлектростанцияның тұрақты және қауіпсіз жұмысына үлкен қауіп төндіруі мүмкін. Бұл қысым пульсациясын басу үшін көптеген идеялар мен әдістер ұсынылды, мысалы, тарту түтігінің қабырғасына қанаттарды орнату және тарту түтігіне желдету екі тиімді шара болып табылады. Ниши және т.б. тарту түтігінің қысым пульсациясына қанаттардың әсерін зерттеу үшін эксперименттік және сандық әдістерді қолданды, соның ішінде әртүрлі қанаттардың әсерін, қанаттардың санының және оларды орнату орындарының әсерін зерттеді. Нәтижелер қанаттарды орнату құйынның эксцентриситетін айтарлықтай төмендетіп, қысым пульсациясын азайта алатынын көрсетеді. Дмитрий және т.б. сонымен қатар қанаттарды орнату қысым пульсациясының амплитудасын 30%-дан 40%-ға дейін төмендете алатынын анықтады. Негізгі біліктің орталық тесігінен тарту түтігіне желдету де қысым пульсациясын басу үшін тиімді әдіс болып табылады. Құйынның эксцентриситет дәрежесі. Сонымен қатар, Ниши және т.б. сонымен қатар, жүзбеқанаттың бетіндегі кішкентай тесіктер арқылы тарту түтігін желдетуге тырысты және бұл әдіс қысым пульсациясын басатынын және жүзбеқанат жұмыс істей алмаған кезде қажетті ауа мөлшері өте аз екенін анықтады.
Жарияланған уақыты: 2022 жылғы 9 тамыз
