Као обновљиви извор енергије са брзим одзивом, хидроенергија обично игра улогу регулације вршних оборота и регулације фреквенције у електроенергетској мрежи, што значи да хидроенергетски блокови често морају да раде у условима који одступају од пројектованих услова. Анализом великог броја података испитивања, истакнуто је да када турбина ради у непројектованим условима, посебно у условима делимичног оптерећења, у пропусној цеви турбине ће се појавити јаке пулсације притиска. Ниска фреквенција ових пулсација притиска негативно ће утицати на стабилан рад турбине и безбедност блока и радионице. Стога је пулсација притиска у пропусној цеви веома забринута у индустрији и академској заједници.
Од када је проблем пулсирања притиска у пропусној цеви турбине први пут предложен 1940. године, многи научници су се бавили и дискутовали о узроку. Тренутно, научници генерално верују да је пулсирање притиска у пропусној цеви под условима делимичног оптерећења узроковано кретањем спиралног вртлога у пропусној цеви; постојање вртлога чини расподелу притиска на попречном пресеку пропусне цеви неравномерном, а са ротацијом вртложне траке, асиметрично поље притиска се такође ротира, узрокујући периодичну промену притиска током времена, формирајући пулсирање притиска. Спирални вртлог је узрокован вртложним током на улазу у пропусну цев под условима делимичног оптерећења (тј. постоји тангенцијална компонента брзине). Амерички Биро за рекултивацију спровео је експерименталну студију о вртлогу у пропусној цеви и анализирао облик и понашање вртлога под различитим степенима вртлога. Резултати показују да ће се спирална вртложна трака појавити у пропусној цеви тек када степен вртлога достигне одређени ниво. Спирални вртлог се појављује у условима делимичног оптерећења, тако да само када је релативни проток (Q/Qd, Qd је пројектована брзина протока) рада турбине између 0,5 и 0,85, појавиће се јаке пулсације притиска у пропусној цеви. Фреквенција главне компоненте пулсација притиска изазване вртложним појасом је релативно ниска, што је еквивалентно 0,2 до 0,4 пута фреквенцији ротације ротора, а што је Q/Qd мањи, то је фреквенција пулсација притиска већа. Поред тога, када дође до кавитације, мехурићи ваздуха генерисани у вртлогу ће повећати величину вртлога и учинити пулсације притиска интензивнијим, а фреквенција пулсација притиска ће се такође променити.
Под условима делимичног оптерећења, пулсирање притиска у пропусној цеви може представљати велику претњу стабилном и безбедном раду хидроелектране. Да би се сузбило ово пулсирање притиска, предложено је много идеја и метода, као што су постављање пераја на зид пропусне цеви и вентилација у пропусну цев, што су две ефикасне мере. Ниши и др. користили су експерименталне и нумеричке методе за проучавање утицаја пераја на пулсирање притиска у пропусној цеви, укључујући ефекте различитих врста пераја, ефекте броја пераја и њихових положаја уградње. Резултати показују да постављање пераја може значајно смањити ексцентричност вртлога и смањити пулсирање притиска. Дмитриј и др. су такође открили да постављање пераја може смањити амплитуду пулсирања притиска за 30% до 40%. Вентилација од централног отвора главног вратила до пропусне цеви је такође ефикасна метода за сузбијање пулсирања притиска. Степен ексцентричности вртлога. Поред тога, Ниши и др. такође је покушао да вентилише пропусну цев кроз мале рупе на површини пераја и открио да ова метода може да сузбије пулсирање притиска и да је потребна количина ваздуха веома мала када пераје не може да функционише.
Време објаве: 09.08.2022.
