जलद प्रतिसाद देणारा अक्षय ऊर्जा स्रोत म्हणून, जलविद्युत सामान्यतः पॉवर ग्रिडमध्ये पीक रेग्युलेशन (उच्चतम दाब नियमन) आणि फ्रिक्वेन्सी रेग्युलेशन (वारंवारता नियमन) यांची भूमिका बजावते. याचा अर्थ असा की, जलविद्युत युनिट्सना अनेकदा डिझाइन केलेल्या परिस्थितीपेक्षा वेगळ्या परिस्थितीत काम करावे लागते. मोठ्या प्रमाणातील चाचणी डेटाचे विश्लेषण केल्यावर असे दिसून आले आहे की, जेव्हा टर्बाइन डिझाइन न केलेल्या परिस्थितीत, विशेषतः आंशिक भाराच्या परिस्थितीत काम करते, तेव्हा टर्बाइनच्या ड्राफ्ट ट्यूबमध्ये तीव्र दाब स्पंदन (प्रेशर पल्सेशन) दिसून येते. या दाब स्पंदनाची कमी वारंवारता टर्बाइनच्या स्थिर कार्यावर आणि युनिट व कार्यशाळेच्या सुरक्षिततेवर प्रतिकूल परिणाम करते. त्यामुळे, ड्राफ्ट ट्यूबच्या दाब स्पंदनाकडे उद्योग आणि शिक्षण क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर लक्ष वेधले गेले आहे.
१९४० मध्ये टर्बाइनच्या ड्राफ्ट ट्यूबमधील दाब स्पंदनाची समस्या प्रथम मांडल्यापासून, अनेक विद्वानांनी याच्या कारणांवर विचारविनिमय केला आहे. सध्या, विद्वानांचा सामान्यतः असा विश्वास आहे की आंशिक भाराच्या परिस्थितीत ड्राफ्ट ट्यूबमधील दाब स्पंदन हे ड्राफ्ट ट्यूबमधील सर्पिलाकार भोवऱ्याच्या हालचालीमुळे होते; भोवऱ्याच्या अस्तित्वामुळे ड्राफ्ट ट्यूबच्या आडव्या छेदावरील दाबाचे वितरण असमान होते, आणि भोवऱ्याच्या पट्ट्याच्या फिरण्याबरोबरच, असममित दाब क्षेत्र देखील फिरते, ज्यामुळे दाब वेळेनुसार नियतकालिकरित्या बदलतो आणि दाब स्पंदन निर्माण होते. आंशिक भाराच्या परिस्थितीत ड्राफ्ट ट्यूबच्या प्रवेशद्वारावरील आवर्ती प्रवाहामुळे (म्हणजेच, वेगाचा एक स्पर्शरेषीय घटक असतो) सर्पिलाकार भोवरा तयार होतो. यूएस ब्युरो ऑफ रिक्लेमेशनने ड्राफ्ट ट्यूबमधील आवर्तनावर एक प्रायोगिक अभ्यास केला आणि वेगवेगळ्या आवर्तन अंशांनुसार भोवऱ्याचा आकार आणि वर्तनाचे विश्लेषण केले. निकालांवरून असे दिसून येते की, जेव्हा आवर्तन अंश एका विशिष्ट पातळीवर पोहोचतो, तेव्हाच ड्राफ्ट ट्यूबमध्ये सर्पिलाकार भोवऱ्याचा पट्टा दिसून येतो. हेलिकल व्हॉर्टेक्स (सर्पिलाकार भोवरा) आंशिक भाराच्या परिस्थितीत निर्माण होतो, त्यामुळे जेव्हा टर्बाइनच्या कार्याचा सापेक्ष प्रवाह दर (Q/Qd, Qd हा डिझाइन पॉइंट प्रवाह दर आहे) ०.५ ते ०.८५ च्या दरम्यान असतो, तेव्हाच ड्राफ्ट ट्यूबमध्ये तीव्र दाब स्पंदन दिसून येते. व्हॉर्टेक्स बेल्टमुळे निर्माण होणाऱ्या दाब स्पंदनाच्या मुख्य घटकाची वारंवारता तुलनेने कमी असते, जी रनरच्या फिरण्याच्या वारंवारतेच्या ०.२ ते ०.४ पट असते, आणि Q/Qd जितका लहान असतो, तितकी दाब स्पंदनाची वारंवारता जास्त असते. याव्यतिरिक्त, जेव्हा कॅव्हिटेशन (पोकळी निर्माण होणे) होते, तेव्हा व्हॉर्टेक्समध्ये निर्माण होणारे हवेचे बुडबुडे व्हॉर्टेक्सचा आकार वाढवतात आणि दाब स्पंदन अधिक तीव्र करतात, तसेच दाब स्पंदनाची वारंवारता देखील बदलते.
आंशिक भाराच्या परिस्थितीत, ड्राफ्ट ट्यूबमधील दाबाचे स्पंदन जलविद्युत युनिटच्या स्थिर आणि सुरक्षित कार्यासाठी मोठा धोका निर्माण करू शकते. हे दाबाचे स्पंदन दाबण्यासाठी, अनेक कल्पना आणि पद्धती प्रस्तावित केल्या गेल्या आहेत, जसे की ड्राफ्ट ट्यूबच्या भिंतीवर फिन्स बसवणे आणि ड्राफ्ट ट्यूबमध्ये हवा खेळती ठेवणे हे दोन प्रभावी उपाय आहेत. निशी आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी प्रायोगिक आणि संख्यात्मक पद्धतींचा वापर करून ड्राफ्ट ट्यूबच्या दाब स्पंदनावर फिन्सच्या परिणामाचा अभ्यास केला, ज्यामध्ये विविध प्रकारच्या फिन्सचे परिणाम, फिन्सच्या संख्येचे परिणाम आणि त्यांच्या स्थापनेच्या जागा यांचा समावेश आहे. निकालांवरून असे दिसून येते की फिन्स बसवल्याने भोवऱ्याची विकेंद्रितता लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकते आणि दाबाचे स्पंदन कमी होऊ शकते. दिमित्री आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी देखील असे आढळून आणले की फिन्स बसवल्याने दाब स्पंदनाची तीव्रता ३०% ते ४०% पर्यंत कमी होऊ शकते. मुख्य शाफ्टच्या मध्यवर्ती छिद्रातून ड्राफ्ट ट्यूबमध्ये हवा खेळती ठेवणे ही देखील दाबाचे स्पंदन दाबण्यासाठी एक प्रभावी पद्धत आहे. भोवऱ्याच्या विकेंद्रिततेची पातळी. याव्यतिरिक्त, निशी आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी फिनच्या पृष्ठभागावरील लहान छिद्रांमधून ड्राफ्ट ट्यूबला हवा देण्याचा प्रयत्न केला आणि त्यांना आढळले की जेव्हा फिन कार्यरत नसते तेव्हा ही पद्धत दाबाचे स्पंदन दाबून टाकू शकते आणि आवश्यक हवेचे प्रमाण खूप कमी असते.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०९-ऑगस्ट-२०२२
