Zotsatira za kuwonjezera zipsepse pakhoma la chubu chowongolera mpweya pa kuthamanga kwa mphamvu ya turbine ya Francis

Monga gwero la mphamvu yongowonjezedwanso yomwe imayankha mwachangu, mphamvu yamadzi nthawi zambiri imagwira ntchito ngati kulamulira kwapamwamba komanso kulamulira pafupipafupi mu gridi yamagetsi, zomwe zikutanthauza kuti mayunitsi amagetsi amadzi nthawi zambiri amafunika kugwira ntchito pansi pa mikhalidwe yosiyana ndi momwe kapangidwe kake kamakhalira. Pofufuza zambiri za mayeso, zikuwonetsa kuti turbine ikagwira ntchito pansi pa mikhalidwe yosapangidwa, makamaka pansi pa mikhalidwe yochepa ya katundu, kuthamanga kwamphamvu kwamphamvu kudzawonekera mu chubu chowongolera cha turbine. Kuthamanga kochepa kwa kuthamanga kwa kuthamanga kumeneku kudzakhudza kwambiri magwiridwe antchito okhazikika a turbine komanso chitetezo cha chipangizocho ndi malo ogwirira ntchito. Chifukwa chake, kuthamanga kwa kuthamanga kwa chubu chowongolera kwakhala kukukhudzidwa kwambiri ndi makampani ndi akatswiri.

Popeza vuto la kuthamanga kwa mphamvu mu chubu chowongolera mpweya cha turbine linayamba kufotokozedwa mu 1940, akatswiri ambiri akhala akukambirana za chifukwa chake. Pakadali pano, akatswiri ambiri amakhulupirira kuti kuthamanga kwa mphamvu ya chubu chowongolera mpweya pansi pa mikhalidwe ya katundu pang'ono kumachitika chifukwa cha kuyenda kwa vortex yozungulira mu chubu chowongolera mpweya; kukhalapo kwa vortex kumapangitsa kuti kufalikira kwa mphamvu pa gawo lopingasa la chubu chowongolera mpweya kusakhale kofanana, ndipo ndi kuzungulira kwa lamba wa vortex, malo opanikizika osafanana nawonso amazungulira, zomwe zimapangitsa kuti kuthamanga kusinthe nthawi ndi nthawi, ndikupanga kuthamanga kwa mphamvu. Vortex yozungulira imayambitsidwa ndi kuyenda kwa madzi pa cholowera cha chubu chowongolera mpweya pansi pa mikhalidwe ya katundu pang'ono (mwachitsanzo, pali gawo la tangential la liwiro). US Bureau of Reclamation idachita kafukufuku woyesera pa kuzungulira mu chubu chowongolera mpweya, ndipo idasanthula mawonekedwe ndi machitidwe a vortex pansi pa madigiri osiyanasiyana a swirl. Zotsatira zake zikuwonetsa kuti pokhapokha digiri ya swirl ikafika pamlingo winawake, gulu la vortex yozungulira lidzawonekera mu chubu chowongolera mpweya. Vortex ya helical imawonekera pansi pa mikhalidwe yolemetsa pang'ono, kotero pokhapokha ngati kuchuluka kwa kayendedwe ka madzi (Q/Qd, Qd ndiye kuchuluka kwa kayendedwe ka madzi) kwa ntchito ya turbine kuli pakati pa 0.5 ndi 0.85, kuthamanga kwakukulu kwa mpweya kudzawonekera mu chubu chowongolera mpweya. Kuchuluka kwa gawo lalikulu la kuthamanga kwa mpweya komwe kumachitika chifukwa cha lamba wa vortex ndi kochepa, komwe kuli kofanana ndi nthawi 0.2 mpaka 0.4 kuposa kuchuluka kwa kayendedwe ka mpweya wothamanga, ndipo Q/Qd ikakhala yaying'ono, kuthamanga kwa mpweya kumakhala kwakukulu. Kuphatikiza apo, pamene cavitation ichitika, thovu la mpweya lomwe limapangidwa mu vortex lidzawonjezera kukula kwa vortex ndikupangitsa kuthamanga kwa mpweya kukhala kwakukulu, ndipo kuthamanga kwa mpweya kudzasinthanso.
Pansi pa mikhalidwe yolemetsa pang'ono, kupopa kwa mphamvu mu chubu chopopa kumatha kuopseza kwambiri ntchito yokhazikika komanso yotetezeka ya chipangizo chamagetsi chamadzi. Pofuna kuletsa kupopa kwa mphamvu kumeneku, malingaliro ndi njira zambiri zaperekedwa, monga kuyika zipsepse pakhoma la chubu chopopa ndikutulutsa mpweya mu chubu chopopa ndi njira ziwiri zothandiza. Nishi et al. adagwiritsa ntchito njira zoyesera komanso zamanambala kuti aphunzire momwe zipsepse zimakhudzira kupopa kwa mphamvu kwa chubu chopopa, kuphatikiza zotsatira za mitundu yosiyanasiyana ya zipsepse, zotsatira za kuchuluka kwa zipsepse ndi malo awo oyika. Zotsatira zake zikuwonetsa kuti kuyika zipsepse kumatha kuchepetsa kwambiri kupopa kwa mphamvu ndikuchepetsa kupopa kwa mphamvu. Dmitry et al adapezanso kuti kuyika zipsepse kumatha kuchepetsa kutalika kwa kupopa kwa mphamvu ndi 30% mpaka 40%. Mpweya wochokera pakati pa shaft yayikulu kupita ku chubu chopopa ndi njira yothandiza yopopa kupopa kwa mphamvu. Mlingo wa kupopa kwa mphamvu. Kuphatikiza apo, Nishi et al. Anayesanso kupumitsa chubu chokokera mpweya kudzera m'mabowo ang'onoang'ono pamwamba pa chipsepse, ndipo adapeza kuti njira iyi imatha kuletsa kuthamanga kwa mpweya ndipo mpweya wofunikira ndi wochepa kwambiri pamene chipsepse sichingagwire ntchito.