டர்கோ டர்பைன் உற்பத்தி குறித்த ஒரு விரிவான வழிகாட்டி

டர்கோ டர்பைன் என்பது நடுத்தர உயரப் பயன்பாடுகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு உந்துவிசை வகை நீர் டர்பைன் ஆகும். இது பொதுவாக 15 முதல் 300 மீட்டர் வரையிலான நிகர உயரங்களில் திறம்பட இயங்குகிறது. 1919-ல் எரிக் க்ரூட்சன் என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டு காப்புரிமை பெறப்பட்ட டர்கோ, பெல்டன் டர்பைனின் அதிக குறிப்பிட்ட வேகமுடைய பதிப்பிற்கான சந்தைத் தேவையைப் பூர்த்தி செய்வதற்காக உருவாக்கப்பட்டது. இதன் வடிவமைப்பு, அதே விட்டமுடைய ஒரு பெல்டன் சக்கரத்தை விட அதிக பாய்வு விகிதத்தைக் கையாள அனுமதிக்கிறது. இது அதிக ஆற்றல் வெளியீட்டிற்கு வழிவகுப்பதோடு, ஒரு ஜெனரேட்டருடன் நேரடி இணைப்பைச் சாத்தியமாக்குவதன் மூலம், விலை உயர்ந்த வேகத்தை அதிகரிக்கும் செலுத்துகைகளின் தேவையையும் பெரும்பாலும் நீக்குகிறது.
பெல்டன் வடிவமைப்பில், நீர் பீய்ச்சல்கள் வாளிகளின் மையத்தில் பட்டுத் திருப்பி அனுப்பப்படும். ஆனால், டர்கோவின் பீய்ச்சலானது, ஓடுதளத்தின் தளத்திற்கு ஒரு குறுங்கோணத்தில் (பொதுவாக 22.5°) செலுத்தப்படுகிறது. நீர் ஓடுதளத்தின் ஒரு பக்கத்திலிருந்து நுழைந்து எதிர்ப் பக்கத்திலிருந்து வெளியேறுவதால், வெளியேறும் நீருக்கும் உள்ளே வரும் பீய்ச்சலுக்கும் இடையிலான குறுக்கீடு குறைக்கப்படுகிறது. இந்தத் திறமையான நீரோட்டப் பாதையும், அதிக தன்வேகம் கொண்ட ஓடுதளமும் இணைந்து, பெரிய நீரோட்ட மாறுபாடுகள் உள்ள இடங்களுக்கு டர்கோவை மிகவும் பொருத்தமானதாக ஆக்குகின்றன.

முக்கிய கூறுகள் மற்றும் வடிவமைப்பு
செயல்திறன் மற்றும் நீடித்துழைப்பை உறுதி செய்வதற்காக, ஒரு டர்கோ டர்பைனின் உற்பத்திக்கு அதன் முக்கிய பாகங்களைக் கையாள்வதில் ஒரு துல்லியமான அணுகுமுறை தேவைப்படுகிறது.
ஓட்டப்பந்தய வீரர்
செயல்பாடு மற்றும் முக்கியத்துவம்: ரன்னர் என்பது டர்பைனின் இதயம் போன்றது, இங்குதான் நீரிலிருந்து இயந்திரச் சுழற்சிக்கு ஆற்றல் பரிமாற்றம் நடைபெறுகிறது. இதன் வடிவமைப்பு டர்பைனின் செயல்திறனை நேரடியாகப் பாதிக்கிறது.
பிளேடு வடிவமைப்பு: டர்கோ ரன்னர்கள், சிக்கலான முப்பரிமாண (3D) மற்றும் 勺状 (sháo zhuàng – கரண்டி போன்ற) வடிவத்தைக் கொண்ட பிளேடுகளைக் கொண்டுள்ளன. பிளேடின் மேற்பரப்பானது, நீரை விரைவாகவும் முழுமையாகவும் வெளியேற்றுவதற்கு வசதியாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, இதன் மூலம் வெளியேறும் நீரால் அடித்துச் செல்லப்படும் ஆற்றல் குறைக்கப்படுகிறது. பெரிய டர்பைன்களுக்கு, சிறந்த ஹைட்ராலிக் செயல்திறனுக்காக பிளேடுகள் ஏரோஃபாயில் குறுக்குவெட்டுப் பகுதியைக் (விமான இறக்கையைப் போல) கொண்டுள்ளன, இருப்பினும் இதற்கு அதிக உற்பத்தித் துல்லியம் தேவைப்படுகிறது. செலவைக் குறைப்பதற்காக, சிறிய அல்லது மைக்ரோ-டர்பைன் பிளேடுகள் சில சமயங்களில் அரைக்கோள வடிவத்தில் தயாரிக்கப்படுகின்றன, இது சிறிதளவு செயல்திறன் இழப்புடன் உற்பத்தி செய்வதற்கு எளிமையானதாகும்.
கட்டுமானம்: சக்கர ஓடுதளம் பொதுவாக பல தனித்தனி பிளேடுகளிலிருந்து உருவாக்கப்படுகிறது. ஒரு பொதுவான கட்டுமான முறையில், 2 மிமீ தடிமன் கொண்ட எஃகுத் தகட்டிலிருந்து, பெரும்பாலும் ஒரு பஞ்ச் பிரஸ்ஸைப் பயன்படுத்தி பிளேடுகள் தயாரிக்கப்பட்டு, பின்னர் அவை சீராக்கப்பட்டு மெருகூட்டப்படுகின்றன. இந்த பிளேடுகள் பின்னர் ஒரு வெளிப்புற உறைக்கும் (wài lún huán – வெளிப்புற சக்கர வளையம்) ஒரு உள் மையத்திற்கும் (nèi lún gǔ – உள் சக்கர மையம்) இடையில் ஒன்றிணைக்கப்பட்டு பற்றவைக்கப்படுகின்றன. இந்த வெளிப்புற உறை பிளேடுகளுக்கு வலிமையைச் சேர்ப்பதோடு, காற்றின் தாக்கத்தால் ஏற்படும் இழப்புகளைக் குறைக்கவும் உதவுகிறது.
முனை மற்றும் பாய்வு கட்டுப்பாடு
முனைக்குழாயின் செயல்பாடு: முனைக்குழாயின் பங்கு, நீர்க்குழாய்த் தூணிலிருந்து அழுத்தப்பட்ட நீரை அதிவேகப் பீய்ச்சலாக (shè liú -射流) முடுக்கிவிடுவதாகும். இது ஒரு கூம்பு வடிவக் குழாய் ஆகும், இதன் குறுக்குவெட்டுப் பரப்பு படிப்படியாகக் குறைந்து, நீரின் வேகத்தை அதிகரிக்கிறது.
பாய்வு ஒழுங்குமுறை: டர்பைனின் ஆற்றல் வெளியீட்டைக் கட்டுப்படுத்த, நீரின் பாய்வு ஒழுங்குபடுத்தப்பட வேண்டும். இது, முனைக்குழாயின் உள்ளே அமைந்துள்ள, ஜெட் விட்டத்தை மாற்றுவதற்காக முன்னும் பின்னுமாக நகரும் ஒரு ஈட்டி வால்வு (அல்லது ஊசி வால்வு) மூலமாகவோ, அல்லது பென்ஸ்டாக்கில் உள்ள ஒரு கைமுறைக் கட்டுப்பாட்டு வால்வு மூலமாகவோ அடையப்படுகிறது. கூடுதலாக, திடீர் சுமை இழப்பு ஏற்படும் பட்சத்தில், ஜெட்டை ரன்னரிலிருந்து விரைவாகத் திசைதிருப்பி, டர்பைனை அதிக வேகத்திலிருந்தும் பென்ஸ்டாக்கை திடீர் அழுத்தங்களிலிருந்தும் பாதுகாக்கும் ஒரு பாதுகாப்பு நடவடிக்கையாக ஜெட் திசைதிருப்பிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

தாங்கு உருளைகள் மற்றும் உறை
தாங்கு உருளைகள்: தாங்கு உருளை அமைப்பானது, ரன்னர் மற்றும் ஜெனரேட்டர் ரோட்டரின் ஒருங்கிணைந்த எடையைத் தாங்க வேண்டும், அச்சு உந்துவிசையைத் தாங்க வேண்டும், மற்றும் செயல்பாட்டின் போது ஆர விசைகளைக் கையாள வேண்டும். ஒரு மைக்ரோ-ஹைட்ரோ டர்கோ அலகிற்கான வழக்கமான அமைப்பில், ஒரு உந்து உருளைத் தாங்கு உருளை மற்றும் ஒரு ஒற்றை வரிசை ஆரப் பந்துத் தாங்கு உருளை ஆகிய இரண்டும் அடங்கியிருக்கலாம். இந்தத் தாங்கு உருளைகள், தற்காலிக கட்டுப்பாடற்ற வேகம் உட்பட, மிக மோசமான இயக்கச் சூழல்களைத் தாங்கும் திறன் கொண்டவையாக, உறுதியானவையாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.
பாரம்பரிய உற்பத்தி மற்றும் புனைவு
எஃகு ரன்னர்களுக்கு, பாரம்பரிய உலோக வார்ப்பு மற்றும் துல்லியமான இயந்திர வேலைப்பாடுகள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பிளேடுகளின் சிக்கலான முப்பரிமாண வடிவத்தின் காரணமாக, குறிப்பாக அதிக செயல்திறன் கொண்ட ஏரோஃபாயில் வடிவங்களுக்கு, தேவையான துல்லியத்தை அடைய கணினி எண் கட்டுப்பாட்டு (CNC) மில்லிங் பெரும்பாலும் அவசியமாகிறது. குறிப்பிட்டபடி, எளிமையான மைக்ரோ-டர்பைன்களுக்கு, பிளேடுகளை உலோகத் தகட்டிலிருந்து அச்சில் வார்த்து அல்லது துளையிட்டு, பின்னர் பற்றவைக்கலாம்; இது மிகவும் செலவு குறைந்த முறையாகும்.
கேசிங் போன்ற டர்பைனின் கட்டமைப்பு பாகங்களின் உருவாக்கத்தில், பெரும்பாலும் உருட்டப்பட்ட எஃகுத் தகடுகளைப் பற்றவைத்தல் அடங்கும். முனைக்குழல் மற்றும் பிற பாய்வு கட்டுப்பாட்டு பாகங்கள், அரிப்பைத் தாங்குவதற்காக, பொதுவாக வெண்கலம் அல்லது துருப்பிடிக்காத எஃகு போன்ற அரிப்பை எதிர்க்கும் உலோகங்களிலிருந்து இயந்திரத்தால் செதுக்கப்படுகின்றன.

நவீன மற்றும் புதுமையான முறைகள்
மேம்பட்ட வடிவமைப்பு கருவிகள்: நவீன உற்பத்தி, கணக்கீட்டு திரவ இயக்கவியல் (CFD) மற்றும் பிற எண்முறை வடிவமைப்பு கருவிகளை பெரிதும் சார்ந்துள்ளது. இந்த மென்பொருள் தொகுப்புகள், எந்தவொரு பௌதீக முன்மாதிரியும் உருவாக்கப்படுவதற்கு முன்பே, ஓடுவான் வழியாக நீர் பாய்வதை உருவகப்படுத்தவும், அதிகபட்ச ஆற்றல் பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் செயல்திறனுக்காக இறக்கையின் வடிவவியலை உகந்ததாக்கவும் பொறியாளர்களை அனுமதிக்கின்றன.

கூட்டு உற்பத்தி (3D அச்சிடுதல்): 3D அச்சிடுதல், குறிப்பாக பிக்கோ-அளவிலான டர்கோ டர்பைன்களை உருவாக்குவதற்கோ அல்லது முன்மாதிரிகளை உருவாக்குவதற்கோ, ஒரு சக்திவாய்ந்த உற்பத்தி கருவியாக உருவெடுத்துள்ளது. 3D அச்சுப்பொறிகளைப் பயன்படுத்தி முழுமையான டர்கோ டர்பைன் பிளேடுகளை ஆராய்ச்சி வெற்றிகரமாக உருவாக்கியுள்ளது. இந்த செயல்முறையில் பின்வருவன அடங்கும்:
3D மாடலிங் மென்பொருளில் (உதாரணமாக, சாலிட்வொர்க்ஸ்) பிளேடை வடிவமைத்தல்.
வடிவமைப்பை ஒரு STL கோப்பாக ஏற்றுமதி செய்தல்.
ஸ்லைசிங் மென்பொருளைப் (எ.கா., அல்டிமேக்கர் கியூரா) பயன்படுத்தி அச்சுக்குத் தயாராகும் போது, ​​நாசில் ஃபிலமென்ட் ஓட்டம், இன்ஃபில் அடர்த்தி, ஆதரவு கட்டமைப்புகள் மற்றும் அச்சிடும் வெப்பநிலை போன்ற முக்கியமான அளவுருக்களைக் கவனமாக உள்ளமைக்க வேண்டும்.
அளவுத்திருத்தம் செய்யப்பட்ட 3D பிரிண்டரில் அச்சிடும் பணியைச் செயல்படுத்துதல்.
இந்த முறை, சிக்கலான பாகங்களை விரைவாகவும் செலவு குறைந்த முறையிலும் உற்பத்தி செய்ய வழிவகுப்பதால், இது தனிப்பயனாக்கப்பட்ட, சிறிய அளவிலான பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் உகந்ததாக அமைகிறது.

செயல்திறன் மற்றும் நன்மைகள்
சரியாகத் தயாரிக்கப்படும்போது, ​​டர்கோ டர்பைன்கள் பல கவர்ச்சிகரமான நன்மைகளை வழங்குகின்றன:
செயல்திறன்: நன்கு தயாரிக்கப்பட்ட டர்கோ டர்பைன் உயர் செயல்திறனை அடைய முடியும். இயங்கும் அலகுகள் பொதுவாக சுமார் 87% செயல்திறனை அடைகின்றன, மேலும் சில ஆய்வக சோதனைகள் 90% வரை உச்சபட்ச செயல்திறனைக் காட்டுகின்றன. பிக்கோ அளவிலான டர்பைன்களால் இப்போதும் 80%-க்கும் அதிகமான செயல்திறனை அடைய முடியும்.
உறுதித்தன்மை மற்றும் குறைந்த பராமரிப்பு: டர்கோ டர்பைன் அதன் எளிமையான மற்றும் உறுதியான கட்டமைப்பிற்காக அறியப்படுகிறது, இது குறைந்தபட்ச பராமரிப்புத் தேவைகளுக்கு வழிவகுக்கிறது. இதன் வடிவமைப்பு, குறிப்பாக கோண வடிவ ஜெட் பாதை, மற்ற டர்பைன்களுடன் ஒப்பிடும்போது மணல் அல்லது வண்டல் போன்ற சிராய்ப்புப் பொருட்களால் ஏற்படும் செயல்திறன் சரிவைக் குறைக்கிறது, ஏனெனில் தேய்மானம் பிளேடு பரப்புகள் முழுவதும் மிகவும் சீராகப் பரவுகிறது.
செயல்பாட்டு நெகிழ்வுத்தன்மை: பரந்த அளவிலான நீர்ப் பாய்வு விகிதங்களில் உயர் செயல்திறனைப் பராமரிக்கும் திறன் டர்கோவின் ஒரு முக்கிய பலமாகும். இது, நீர்ப் பாய்வு கணிசமாக மாறுபடக்கூடிய ஆற்று நீர்மின் திட்டங்களுக்கு மிகவும் பொருத்தமானதாக அமைகிறது. குறைந்த நீர்ப் பாய்வுகளில் செயல்திறன் கடுமையாகக் குறையக்கூடிய ஃபிரான்சிஸ் டர்பைன்களைப் போலல்லாமல், டர்கோ தொடர்ந்து திறம்பட மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கிறது.

டர்கோ டர்பைன் உற்பத்தியின் எதிர்காலப் போக்குகள், மேம்பட்ட மாதிரியாக்கம் மூலம் தொடர்ச்சியான வடிவமைப்பு உகப்பாக்கத்தையும், முன்மாதிரி உருவாக்கம் மற்றும் இறுதிப் பாக உற்பத்தி ஆகிய இரண்டிற்கும் சேர்க்கை உற்பத்தி முறையை பரவலாகப் பின்பற்றுவதையும் சுட்டிக்காட்டுகின்றன. பல்வேறு வெளியீடுகள் மற்றும் கல்விப் படைப்புகளில் எடுத்துக்காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு முயற்சிகள் தொடர்வதால், இந்த பல்துறை நீர்மின் இயந்திரங்களின் செயல்திறன் மற்றும் செலவுத் திறனில் மேலும் மேம்பாடுகளை நாம் எதிர்பார்க்கலாம்.