Hızlı tepkili yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak hidroelektrik genellikle elektrik şebekesinde tepe düzenlemesi ve frekans düzenlemesi rolünü oynar, bu da hidroelektrik ünitelerinin genellikle tasarım koşullarından sapan koşullar altında çalışması gerektiği anlamına gelir. Çok sayıda test verisi analiz edilerek, türbinin tasarım dışı koşullar altında, özellikle kısmi yük koşullarında çalıştığında, türbinin çekiş borusunda güçlü basınç titreşiminin ortaya çıkacağı belirtilmiştir. Bu basınç titreşiminin düşük frekansı, türbinin kararlı çalışmasını ve ünitenin ve atölyenin güvenliğini olumsuz yönde etkileyecektir. Bu nedenle, çekiş borusunun basınç titreşimi endüstri ve akademi tarafından yaygın olarak endişeyle karşılanmıştır.
Bir türbinin çekiş borusundaki basınç titreşimi sorunu ilk olarak 1940 yılında ortaya atıldığından beri, nedeni birçok bilim insanı tarafından ele alınmış ve tartışılmıştır. Günümüzde bilim insanları, kısmi yük koşulları altında çekiş borusunun basınç titreşiminin çekiş borusundaki spiral girdap hareketinden kaynaklandığına inanmaktadır; girdabın varlığı, çekiş borusunun enine kesitindeki basınç dağılımını eşitsiz hale getirir ve Girdap kayışının dönmesiyle, asimetrik basınç alanı da dönerek basıncın zamanla periyodik olarak değişmesine ve basınç titreşimi oluşturmasına neden olur. Sarmal girdap, kısmi yük koşulları altında çekiş borusu girişindeki dönen akıştan kaynaklanır (yani, hızın teğetsel bir bileşeni vardır). ABD Reclamation Bürosu, çekiş borusundaki girdap üzerinde deneysel bir çalışma yürütmüş ve farklı girdap dereceleri altında girdap şeklini ve davranışını analiz etmiştir. Sonuçlar, girdap derecesi belirli bir seviyeye ulaştığında, spiral girdap bandının çekiş borusunda görüneceğini göstermektedir. Helezon girdap kısmi yük koşulları altında ortaya çıkar, bu nedenle yalnızca türbin işleminin bağıl akış hızı (Q/Qd, Qd tasarım noktası akış hızıdır) 0,5 ile 0,85 arasında olduğunda, çekim borusunda şiddetli basınç titreşimi görünecektir. Girdap kayışı tarafından oluşturulan basınç titreşiminin ana bileşeninin frekansı nispeten düşüktür, bu da koşucunun dönüş frekansının 0,2 ila 0,4 katına eşdeğerdir ve Q/Qd ne kadar küçükse, basınç titreşim frekansı o kadar yüksek olur. Ek olarak, kavitasyon oluştuğunda, girdapta oluşan hava kabarcıkları girdabın boyutunu artıracak ve basınç titreşimini daha yoğun hale getirecek ve basınç titreşiminin frekansı da değişecektir.
Kısmi yük koşulları altında, çekme borusundaki basınç titreşimi hidroelektrik ünitesinin kararlı ve güvenli çalışması için büyük bir tehdit oluşturabilir. Bu basınç titreşimini bastırmak için, çekme borusunun duvarına kanatçıklar takmak ve çekme borusuna havalandırma yapmak gibi birçok fikir ve yöntem önerilmiştir; bunlar iki etkili önlemdir. Nishi ve arkadaşları, farklı kanatçık tiplerinin etkileri, kanatçık sayısının ve montaj konumlarının etkileri dahil olmak üzere, kanatçıkların çekme borusunun basınç titreşimi üzerindeki etkisini incelemek için deneysel ve sayısal yöntemler kullandılar. Sonuçlar, kanatçıkların takılmasının girdabın eksantrikliğini önemli ölçüde azaltabileceğini ve basınç titreşimini azaltabileceğini göstermektedir. Dmitry ve arkadaşları ayrıca kanatçıkların takılmasının basınç titreşiminin genliğini %30 ila %40 oranında azaltabileceğini buldular. Ana şaftın merkez deliğinden çekme borusuna havalandırma da basınç titreşimini bastırmak için etkili bir yöntemdir. Girdabın eksantriklik derecesi. Ayrıca, Nishi ve arkadaşları. Ayrıca, yüzgecin yüzeyindeki küçük deliklerden hava çekiş borusunu havalandırmayı denedi ve bu yöntemin basınç titreşimlerini bastırabildiğini ve yüzgeç işlevini yerine getiremediğinde gereken hava miktarının çok az olduğunu buldu.
Gönderi zamanı: 09-Ağu-2022
