Miditra an-tsehatra amin'ny fanamboarana fitaovana ho an'ny indostrian'ny herinaratra avy amin'ny rano ny akora mifangaro. Ny fanadihadiana momba ny tanjaky ny akora sy ny fepetra hafa dia mampiseho fampiharana maro hafa, indrindra ho an'ny fitaovana kely sy madinika.
Nodinihina sy nohavaozina araka ny tsikera nataon'ny matihanina roa na maromaro izay manana fahaizana manokana mifandraika amin'izany ity lahatsoratra ity. Ireo mpandinika mitovy lenta ireo dia mitsara ny sora-tanana amin'ny fahamarinan'ny teknika, ny maha-ilaina azy, ary ny maha-zava-dehibe azy amin'ny ankapobeny ao anatin'ny indostrian'ny herinaratra avy amin'ny rano.
Ny fiakaran'ny fitaovana vaovao dia manome fahafahana mampientam-po ho an'ny indostrian'ny herinaratra avy amin'ny rano. Ny hazo — nampiasaina tamin'ny kodiaran-drano sy ny penstock tany am-boalohany — dia nosoloina ampahany tamin'ny singa vy tamin'ny fiandohan'ny taona 1800. Mitazona ny tanjany ny vy na dia eo aza ny enta-mavesatra harerahana be ary manohitra ny fahasimban'ny cavitation sy ny harafesina. Takatra tsara ny toetrany ary efa mandroso tsara ny fomba fanamboarana singa. Ho an'ny singa lehibe, ny vy dia azo inoana fa mbola ho fitaovana safidy.
Na izany aza, noho ny fitomboan'ny turbine kely (latsaky ny 10 MW) mankany amin'ny kely indrindra (latsaky ny 100 kW), dia azo ampiasaina ny "composites" mba hitsitsiana lanja sy hampihenana ny vidin'ny famokarana sy ny fiantraikany amin'ny tontolo iainana. Tena ilaina izany noho ny filàna fitomboan'ny famatsiana herinaratra. Ny fahafaha-mamokatra herinaratra eran-tany, izay efa ho 800.000 MW araka ny fanadihadiana nataon'ny Norwegian Renewable Energy Partners tamin'ny taona 2009, dia 10% monja amin'ny azo atao ara-toekarena ary 6% amin'ny herin'ny rano azo atao ara-teknika. Mitombo ny fahafahana mitondra herinaratra bebe kokoa azo atao ara-teknika ho amin'ny sehatry ny azo atao ara-toekarena miaraka amin'ny fahafahan'ny singa "composites" manome toekarena amin'ny ambaratonga.
Fanamboarana singa mitambatra
Mba hanamboarana ny penstock ara-toekarena sy amin'ny tanjaka avo lenta tsy miovaova, ny fomba tsara indrindra dia ny famonosana kofehy. Fonosina amin'ny fibre tariby ny mandrel lehibe iray izay efa nodiovina tamin'ny alalan'ny "résine bath". Fonosina amin'ny lamina boribory sy helikal ny firaka mba hamoronana tanjaka ho an'ny tsindry anatiny, ny fiolahana lava ary ny fikirakirana. Ny fizarana valiny etsy ambany dia mampiseho ny vidiny sy ny lanjany isaky ny tongotra ho an'ny haben'ny penstock roa, mifototra amin'ny teny nalaina avy amin'ny mpamatsy eo an-toerana. Ny teny nalaina dia naneho fa ny hatevin'ny famolavolana dia notarihin'ny fepetra takiana amin'ny fametrahana sy ny fikirakirana, fa tsy ny enta-mavesatra ambany, ary ho an'izy roa dia 2.28 sm izany.
Nodinihina ny fomba fanamboarana roa ho an'ny vavahady vy sy ny vane stay; layup lena sy fampidirana banga. Ny layup lena dia mampiasa lamba maina, izay andrarahana resina eo ambonin'ny lamba ary mampiasa rollers mba hanosehana ny resina ao anaty lamba. Tsy madio toy ny fampidirana banga ity dingana ity ary tsy mamokatra ny rafitra tsara indrindra amin'ny lafiny tahan'ny fibre-amin'ny resina foana, fa maka fotoana kely kokoa noho ny dingana fampidirana banga. Ny fampidirana banga dia mametraka ny fibre maina amin'ny toerana mety, ary avy eo dia fonosina ao anaty kitapo banga ny antontan-javatra maina ary asiana kojakoja fanampiny izay mitarika ho amin'ny famatsiana resina, izay sintonina ao amin'ilay faritra rehefa ampiharina ny banga. Ny banga dia manampy amin'ny fitazonana ny habetsahan'ny resina amin'ny ambaratonga tsara indrindra ary mampihena ny famoahana ireo zavatra organika mihelina.
Hampiasa "hand layup" roa misaraka eo amin'ny lasitra lahy ny fonony horonana mba hahazoana antoka fa malama ny anatiny. Avy eo dia hafatotra miaraka amin'ny fibre ampiana any ivelany eo amin'ny teboka fametahana ireo tapany roa ireo mba hahazoana antoka fa ampy ny tanjaka. Tsy mila akora matanjaka sy mandroso ny tsindry ao amin'ny fonony horonana, ka ampy ny fametrahana lamba fiberglass lena miaraka amin'ny "époxy resin". Ny hatevin'ny fonony horonana dia mifototra amin'ny masontsivana famolavolana mitovy amin'ny penstock. Ny singa 250-kW dia milina mikoriana axial, ka tsy misy fonony horonana.
Ny "turbine runner" dia mampifangaro jeometrika sarotra miaraka amin'ny fitakiana entana avo lenta. Ny asa vao haingana dia naneho fa azo amboarina avy amin'ny "prepreg SMC" voatetika miaraka amin'ny tanjaka sy hamafin'ny tsara dia tsara ny singa ara-drafitra matanjaka.5 Ny sandrin'ny fampiatoana ny Lamborghini Gallardo dia novolavolaina tamin'ny fampiasana sosona maromaro amin'ny "prepreg SMC" voatetika fantatra amin'ny anarana hoe "forged composite", izay nopotehina mba hamokarana ny hateviny ilaina. Azo ampiharina amin'ny "Francis" sy ny "propeller runner" io fomba io ihany. Tsy azo atao ho singa iray ny "Francis runner", satria ny fahasarotan'ny fifandimbiasan'ny lelany dia hisakana ny fanesorana ny ampahany amin'ny lasitra. Noho izany, ny lelany, ny satroboninahitra ary ny fehy dia amboarina misaraka ary avy eo dia ampiarahina sy hamafisina amin'ny visy amin'ny alàlan'ny ivelan'ny satroboninahitra sy ny fehy.
Na dia mora indrindra aza ny manamboatra ny fantsona draft amin'ny fampiasana filament winding, ity dingana ity dia tsy mbola nampiasaina tamin'ny varotra tamin'ny fampiasana kofehy voajanahary. Noho izany, ny fametrahana tanana no nofidiana, satria io no fomba fanamboarana mahazatra, na dia lafo kokoa aza ny vidin'ny asa. Amin'ny fampiasana lasitra lahy mitovy amin'ny mandrel, ny fametrahana dia azo vita amin'ny lasitra mitsivalana ary avy eo dia avadika mitsangana mba ho maina, hisorohana ny fihemorana amin'ny lafiny iray. Ny lanjan'ny ampahany vita dia hiovaova kely arakaraka ny habetsaky ny resin ao amin'ny ampahany vita. Ireo isa ireo dia mifototra amin'ny lanjan'ny kofehy 50%.
Ny lanjan'ny turbine vy sy composite 2-MW dia 9.888 kg sy 7.016 kg tsirairay avy. Ny turbine vy sy composite 250-kW dia 3.734 kg sy 1.927 kg tsirairay avy. Ny fitambarany dia mihevitra fa misy vavahady wicket 20 ho an'ny turbine tsirairay ary ny halavan'ny penstock mitovy amin'ny lohan'ny turbine. Azo inoana fa ho lava kokoa ny penstock ary mila kojakoja, saingy io isa io dia manome tombana fototra momba ny lanjan'ny fitaovana sy ny kojakoja mifandraika amin'izany. Tsy tafiditra ao anatin'izany ny gropy mpamokatra herinaratra, ny visy ary ny fitaovana fampandehanana vavahady ary heverina fa mitovy amin'ny fitaovana composite sy vy. Tsara homarihina ihany koa fa ny famolavolana indray ny runner ilaina mba handraisana an-tsaina ny fifantohana stress hita ao amin'ny FEA dia hampitombo ny lanjan'ny fitaovana composite, saingy heverina ho kely indrindra ny habetsahana, eo amin'ny 5 kg eo ho eo mba hanamafisana ny teboka miaraka amin'ny fifantohana stress.
Amin'ireo lanja nomena, ny turbine composite 2-MW sy ny penstock-ny dia azo atsangan'ny V-22 Osprey haingam-pandeha, raha toa kosa ka mila angidimby Chinook kambana rotor miadana kokoa sy tsy dia mora mihetsika loatra ny milina vy. Ary koa, ny turbine composite 2-MW sy ny penstock dia azo tarihina amin'ny F-250 4×4, raha toa kosa ka mila kamiao lehibe kokoa ny vondrona vy izay ho sarotra ny mihetsika eny amin'ny lalana an'ala raha lavitra ny fametrahana azy.
Fehin-kevitra
Azo atao tsara ny manamboatra turbine avy amin'ny akora mifangaro, ary hita fa nihena 50% ka hatramin'ny 70% ny lanjany raha oharina amin'ny singa vy mahazatra. Ny lanja nihena dia ahafahana mametraka turbine mifangaro any amin'ny toerana mitokana. Ankoatra izany, ny fananganana ireo rafitra mifangaro ireo dia tsy mila fitaovana fametahana. Ireo singa ireo koa dia mitaky ampahany vitsy kokoa hampiarahana, satria ny sombiny tsirairay dia azo atao amin'ny fizarana iray na roa. Amin'ireo famokarana kely nalaina tahaka tamin'ity fandalinana ity, ny vidin'ny lasitra sy ny fitaovana hafa no manjaka amin'ny vidin'ny singa.
Ireo dingana kely voalaza eto dia mampiseho ny vola lany hanombohana fikarohana bebe kokoa momba ireo fitaovana ireo. Ity fikarohana ity dia afaka miresaka momba ny fahasimban'ny cavitation sy ny fiarovana amin'ny UV amin'ireo singa aorian'ny fametrahana azy. Mety ho azo atao ny mampiasa elastomer na coating seramika mba hampihenana ny cavitation na hahazoana antoka fa miasa amin'ny fomba mikoriana sy ny head ny turbine izay misoroka ny cavitation tsy hitranga. Ho zava-dehibe ny fitsapana sy famahana ireo olana ireo sy ny hafa mba hahazoana antoka fa afaka mahazo fahatokisana mitovy amin'ny turbine vy ireo singa ireo, indrindra raha hapetraka any amin'ny faritra izay tsy dia misy fikojakojana matetika izy ireo.
Na dia amin'ireny asa kely ireny aza, dia mety ho mahomby ny sasany amin'ireo singa mifangaro noho ny fihenan'ny asa ilaina amin'ny fanamboarana. Ohatra, ny boaty horonana ho an'ny vondrona Francis 2-MW dia mitentina $80,000 ny fanamboarana azy avy amin'ny vy raha oharina amin'ny $25,000 ho an'ny fanamboarana mifangaro. Na izany aza, raha toa ka mahomby ny famolavolana ireo mpihazakazaka turbine, dia mihoatra noho ny singa vy mitovy amin'izany ny vidin'ny fanamboarana ireo mpihazakazaka mifangaro. Ny mpihazakazaka 2-MW dia mitentina eo amin'ny $23,000 eo ho eo ny fanamboarana azy avy amin'ny vy, raha oharina amin'ny $27,000 avy amin'ny mifangaro. Mety miovaova arakaraka ny milina ny vidiny. Ary hihena be ny vidin'ny singa mifangaro amin'ny famokarana ambony kokoa raha azo ampiasaina indray ny lasitra.
Efa nanadihady ny fanamboarana ireo "turbine runners" avy amin'ny fitaovana mitambatra ireo mpikaroka.8 Na izany aza, ity fanadihadiana ity dia tsy niresaka momba ny fahasimban'ny "cavitation" sy ny mety ho azo atao amin'ny fanamboarana. Ny dingana manaraka ho an'ny "turbine" mitambatra dia ny famolavolana sy fananganana modely mizana izay ahafahana manaporofo ny mety ho azo atao sy ny toekarena amin'ny fanamboarana. Azo andramana avy eo ity singa ity mba hamaritana ny fahombiazana sy ny fampiharana azy, ary koa ny fomba hisorohana ny fahasimban'ny "cavitation" tafahoatra.
Fotoana fandefasana: 15 Febroary 2022
