Турго турбин нь дунд зэргийн даралттай хэрэглээнд зориулагдсан импульсийн төрлийн усны турбин бөгөөд ихэвчлэн 15-300 метрийн хоорондох цэвэр даралттай үед үр дүнтэй ажилладаг. 1919 онд Эрик Крюдсон зохион бүтээж, патентжуулсан Турго нь Пелтон турбины өндөр хурдтай хувилбарын зах зээлийн хэрэгцээг хангах зорилгоор бүтээгдсэн. Үүний загвар нь ижил диаметртэй Пелтон дугуйнаас илүү их урсгалын хурдыг зохицуулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь илүү өндөр хүчин чадал гаргахад хүргэдэг бөгөөд генератортой шууд холбогдох боломжийг олгосноор өндөр өртөгтэй хурд нэмэгдүүлэх дамжуулалтын хэрэгцээг арилгадаг.
Усны тийрэлтэт урсгал нь хувингийн төв хэсэгт цохигдож, буцаж хазайдаг Пелтоны загвараас ялгаатай нь Тургогийн тийрэлтэт урсгал нь гүйгчийн хавтгай руу хурц өнцгөөр (ихэвчлэн 22.5°) чиглэдэг. Ус нь гүйгчийн нэг талаас орж, эсрэг талаас нь гарч, гарах урсгал болон ирж буй тийрэлтэт урсгалын хоорондох саадыг багасгадаг. Энэхүү үр ашигтай урсгалын зам нь өндөр хувийн хурдтай гүйгчтэй хосолсноор Тургог урсгалын хэлбэлзэл ихтэй газруудад онцгой тохиромжтой болгодог.
Гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба дизайн
Турго турбин үйлдвэрлэхэд үр ашиг, бат бөх чанарыг хангахын тулд түүний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд нарийн хандах шаардлагатай.
Гүйгч
Үүрэг ба ач холбогдол: Гүйгч нь турбины зүрх бөгөөд уснаас механик эргэлт рүү энерги шилждэг. Түүний загвар нь турбины үр ашигт шууд нөлөөлдөг.
Ирний загвар: Турго гүйгч нь нарийн төвөгтэй 3 хэмжээст хэлбэртэй, 勺状 (sháo zhuàng - шанага хэлбэртэй) хэлбэртэй иртэй. Ирний гадаргуу нь усыг хурдан бөгөөд бүрэн гадагшлуулах, гадагшлуулах энергийг багасгах зориулалттай. Том турбинуудын хувьд ир нь гидравлик гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд агаарын хөлгийн хөндлөн огтлолтой (онгоцны далавч шиг) боловч үйлдвэрлэлийн өндөр нарийвчлал шаарддаг. Зардлыг бууруулахын тулд жижиг эсвэл бичил турбины ирийг заримдаа хагас бөмбөрцөг хэлбэртэй хийдэг бөгөөд үүнийг үйлдвэрлэхэд хялбар бөгөөд үр ашгийг нь бага зэрэг бууруулдаг.
Бүтэц: Гүйгчийг ихэвчлэн хэд хэдэн тусдаа ирнээс угсардаг. Нийтлэг барилгын арга нь 2 мм зузаантай ган хуудаснаас ир үйлдвэрлэх бөгөөд ихэвчлэн цоолтуурын пресс ашиглан дараа нь тайрч, өнгөлдөг. Дараа нь эдгээр ирийг угсарч, гадна талын бүрхүүл (wài lún huán - гадна талын дугуйны цагираг) болон дотор талын төв (nèi lún gǔ - дотор талын дугуйны төв) хооронд гагнана. Гаднах бүрхүүл нь ирэнд бат бөх чанарыг нэмж, салхины алдагдлыг бууруулахад тусалдаг.
Цорго болон урсгалын хяналт
Цоргоны үүрэг: Цоргоны үүрэг нь даралттай усыг босоо амнаас өндөр хурдны тийрэлтэт урсгал (shè liú -射流) болгон хурдасгах явдал юм. Энэ нь хөндлөн огтлолын талбай аажмаар багасч, усны хурдыг нэмэгдүүлдэг конус хэлбэрийн хоолой юм.
Урсгалын зохицуулалт: Турбины гаралтын чадлыг хянахын тулд усны урсгалыг зохицуулах ёстой. Үүнийг цоргоны дотор байрлах, тийрэлтэт хөдөлгүүрийн диаметрийг өөрчлөхийн тулд урагш болон хойш хөдөлдөг жадны хавхлага (эсвэл зүү хавхлага)-аар эсвэл арын шон дээрх гарын авлагын хяналтын хавхлагаар гүйцэтгэдэг. Нэмж дурдахад, тийрэлтэт дефлекторыг гэнэтийн ачаалал алдагдах тохиолдолд тийрэлтэт хөдөлгүүрийг гүйгчээс хурдан холдуулах аюулгүй байдлын арга хэмжээ болгон ашиглаж, турбиныг хэт хурднаас, арын шоныг хэт их даралтаас хамгаалдаг.
Холхивч ба бүрхүүл
Холхивч: Холхивчийн угсралт нь гүйгч болон генераторын роторын нийт жинг даах, тэнхлэгийн түлхэлтийг тэсвэрлэх, ашиглалтын явцад радиаль хүчийг зохицуулах ёстой. Микро-гидро Турго төхөөрөмжийн ердийн тохиргоонд түлхэлтийн булны холхивч болон нэг эгнээ радиаль бөмбөлөг холхивч хоёулаа багтаж болно. Эдгээр холхивчийг бат бөх, түр зуурын гүйлтийн хурд зэрэг хамгийн муу ажиллагааны нөхцөл байдлыг тэсвэрлэх чадвартай байхаар зохион бүтээсэн.
Уламжлалт үйлдвэрлэл ба үйлдвэрлэл
Ган гүйлтийн хувьд уламжлалт металл цутгах болон нарийн боловсруулалт түгээмэл байдаг. Ирний нарийн төвөгтэй 3 хэмжээст хэлбэр нь шаардлагатай нарийвчлалыг хангахын тулд, ялангуяа илүү үр ашигтай агаарын хээтэй профайлын хувьд Компьютерийн Тоон Хяналт (CNC) тээрэмдэхийг шаарддаг. Дээр дурдсанчлан, илүү энгийн бичил турбинуудын хувьд ирийг хуудас металлаар тамгалах эсвэл цоолборлож, дараа нь гагнаж болох бөгөөд энэ нь илүү зардал багатай арга юм.
Турбины бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд, түүний дотор бүрхүүлийг үйлдвэрлэхэд ихэвчлэн цувисан ган хавтанг гагнах шаардлагатай байдаг. Цорго болон бусад урсгалын хяналтын хэсгүүдийг элэгдэлд тэсвэртэй болгохын тулд ихэвчлэн хүрэл эсвэл зэвэрдэггүй ган зэрэг зэврэлтэнд тэсвэртэй металлаар боловсруулдаг.
Орчин үеийн болон шинэлэг аргууд
Дэвшилтэт дизайны хэрэгслүүд: Орчин үеийн үйлдвэрлэл нь Тооцооллын шингэний динамик (CFD) болон бусад тоон дизайны хэрэгслүүдээс ихээхэн хамаардаг. Эдгээр програм хангамжийн багцууд нь инженерүүдэд гүйгчээр дамжин усны урсгалыг дуурайлган, аливаа физик туршилтын загварыг бүтээхээс өмнө хамгийн их энерги гаргаж авах, үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд ирний геометрийг оновчтой болгох боломжийг олгодог.
Нэмэлт үйлдвэрлэл (3D хэвлэх): 3D хэвлэх нь үйлдвэрлэл, ялангуяа пико хэмжээний Турго турбин эсвэл туршилтын загвар бүтээхэд хүчирхэг хэрэгсэл болж гарч ирсэн. Судалгаагаар 3D хэвлэгч ашиглан Турго турбины бүрэн ирийг амжилттай үйлдвэрлэжээ. Энэ үйл явц нь дараахь зүйлийг агуулна.
3D загварчлалын програм хангамж дээр ирийг зохион бүтээх (жишээ нь, SolidWorks).
Дизайныг STL файл хэлбэрээр экспортлох.
Хэвлэлийг зүсэх програм хангамж (жишээ нь, Ultimaker Cura) ашиглан бэлтгэх бөгөөд цоргоны утаслаг урсгал, дүүргэлтийн нягтрал, тулгуур бүтэц, хэвлэх температур зэрэг чухал параметрүүдийг сайтар тохируулах шаардлагатай.
Хэвлэлтийг тохируулсан 3D хэвлэгч дээр гүйцэтгэх.
Энэ арга нь нарийн төвөгтэй эд ангиудыг хурдан бөгөөд зардал багатай үйлдвэрлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь захиалгат, жижиг хэмжээний хэрэглээнд тохиромжтой болгодог.
Гүйцэтгэл ба давуу талууд
Зөв үйлдвэрлэсэн үед Turgo турбинууд нь хэд хэдэн гайхалтай давуу талуудтай:
Үр ашиг: Сайн хийгдсэн Turgo турбин нь өндөр үр ашигтай ажиллаж чаддаг. Үйл ажиллагааны нэгжүүд нь ихэвчлэн 87% орчимд хүрдэг бөгөөд зарим лабораторийн шинжилгээгээр 90% хүртэл оргил үзүүлэлттэй байдаг. Пико хэмжээний турбинууд 80%-иас дээш үр ашигтай ажиллаж чаддаг.
Бат бөх чанар ба засвар үйлчилгээ бага шаарддаг: Turgo турбин нь энгийн бөгөөд бат бөх хийцээрээ алдартай бөгөөд энэ нь засвар үйлчилгээний хамгийн бага шаардлагыг хангадаг. Түүний загвар, ялангуяа налуу тийрэлтэт зам нь элэгдэл нь ирний гадаргуу дээр илүү жигд тархсан тул бусад турбинуудтай харьцуулахад элс, лаг зэрэг зүлгүүрийн материалаас болж гүйцэтгэл бага доройтдог.
Үйл ажиллагааны уян хатан байдал: Тургогийн гол давуу тал нь урсгалын өргөн хүрээнд өндөр үр ашгийг хадгалах чадвар юм. Энэ нь усны урсгал мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөж болох голын урсгалтай усан цахилгаан станцуудад онцгой тохиромжтой болгодог. Фрэнсис турбинуудаас ялгаатай нь Турго нь бага урсгалтай үед гүйцэтгэл нь огцом буурч чаддаг тул эрчим хүчийг үр дүнтэй үйлдвэрлэсээр байна.
Турго турбины үйлдвэрлэлийн ирээдүйн чиг хандлага нь дэвшилтэт загварчлалаар дамжуулан дизайны оновчлолыг үргэлжлүүлэх, туршилтын загвар болон эцсийн эд ангийн үйлдвэрлэлд нэмэлт үйлдвэрлэлийг өргөн хүрээнд нэвтрүүлэхийг харуулж байна. Төрөл бүрийн хэвлэл, эрдэм шинжилгээний бүтээлүүдэд онцолсончлан судалгаа, хөгжүүлэлтийн ажил үргэлжилж байгаа тул эдгээр олон талт усан цахилгаан станцын машинуудын гүйцэтгэл, зардлын үр ашиг цаашид сайжирна гэж найдаж болно.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 11-р сарын 17
