فرانسس ٹربائن کے پریشر پلسیشن پر ڈرافٹ ٹیوب کی دیوار میں پنکھوں کو شامل کرنے کا اثر

ایک تیز رفتار قابل تجدید توانائی کے ذریعہ کے طور پر، ہائیڈرو پاور عام طور پر پاور گرڈ میں چوٹی ریگولیشن اور فریکوئنسی ریگولیشن کا کردار ادا کرتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ ہائیڈرو پاور یونٹس کو اکثر ایسے حالات میں کام کرنے کی ضرورت ہوتی ہے جو ڈیزائن کے حالات سے ہٹ جاتی ہیں۔ ٹیسٹ کے اعداد و شمار کی ایک بڑی تعداد کا تجزیہ کرتے ہوئے، اس بات کی نشاندہی کی گئی ہے کہ جب ٹربائن غیر ڈیزائن کے حالات میں کام کرتی ہے، خاص طور پر جزوی بوجھ کے حالات میں، ٹربائن کے ڈرافٹ ٹیوب میں مضبوط دباؤ کی دھڑکن ظاہر ہوگی۔ اس پریشر پلسیشن کی کم تعدد ٹربائن کے مستحکم آپریشن اور یونٹ اور ورکشاپ کی حفاظت کو بری طرح متاثر کرے گی۔ لہذا، ڈرافٹ ٹیوب کے دباؤ کی دھڑکن صنعت اور تعلیمی اداروں کی طرف سے بڑے پیمانے پر فکر مند ہے۔

چونکہ ٹربائن کے ڈرافٹ ٹیوب میں دباؤ کی دھڑکن کا مسئلہ پہلی بار 1940 میں تجویز کیا گیا تھا، اس وجہ سے بہت سے اسکالرز نے تشویش اور بحث کی ہے۔ اس وقت، علماء عام طور پر یقین رکھتے ہیں کہ جزوی بوجھ کے حالات میں ڈرافٹ ٹیوب کے دباؤ کی رفتار ڈرافٹ ٹیوب میں سرپل بھنور کی حرکت کی وجہ سے ہوتی ہے۔ بھنور کا وجود ڈرافٹ ٹیوب کے کراس سیکشن پر دباؤ کی تقسیم کو ناہموار بناتا ہے، اور ورٹیکس بیلٹ کی گردش کے ساتھ، غیر متناسب دباؤ کا میدان بھی گھوم رہا ہے، جس کی وجہ سے وقت کے ساتھ وقت کے ساتھ دباؤ تبدیل ہوتا رہتا ہے، جس سے دباؤ کی دھڑکن بنتی ہے۔ ہیلیکل ورٹیکس جزوی بوجھ کے حالات میں ڈرافٹ ٹیوب انلیٹ میں گھومنے والے بہاؤ کی وجہ سے ہوتا ہے (یعنی، رفتار کا ایک ٹینجینٹل جزو ہوتا ہے)۔ یو ایس بیورو آف ریکلیمیشن نے ڈرافٹ ٹیوب میں گھومنے کے بارے میں ایک تجرباتی مطالعہ کیا، اور مختلف گھومنے والی ڈگریوں کے تحت بنور کی شکل اور رویے کا تجزیہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ صرف اس وقت جب گھومنے کی ڈگری ایک خاص سطح تک پہنچ جائے گی، اسپائرل ورٹیکس بینڈ ڈرافٹ ٹیوب میں ظاہر ہوگا۔ ہیلیکل ورٹیکس جزوی بوجھ کے حالات میں ظاہر ہوتا ہے، لہذا صرف اس صورت میں جب ٹربائن آپریشن کا رشتہ دار بہاؤ کی شرح (Q/Qd، Qd ڈیزائن پوائنٹ بہاؤ کی شرح ہے) 0.5 اور 0.85 کے درمیان ہو، ڈرافٹ ٹیوب میں شدید دباؤ کی دھڑکن ظاہر ہوگی۔ ورٹیکس بیلٹ کی طرف سے پیدا ہونے والے پریشر پلسیشن کے مرکزی جز کی فریکوئنسی نسبتاً کم ہے، جو رنر کی گردشی فریکوئنسی کے 0.2 سے 0.4 گنا کے برابر ہے، اور Q/Qd جتنا چھوٹا ہوگا، پریشر پلسیشن فریکوئنسی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ اس کے علاوہ، جب cavitation واقع ہوتا ہے تو، بھنور میں پیدا ہونے والے ہوا کے بلبلے بھنور کے سائز میں اضافہ کریں گے اور دباؤ کی دھڑکن کو زیادہ تیز کریں گے، اور دباؤ کی دھڑکن کی تعدد بھی بدل جائے گی۔
جزوی بوجھ کے حالات میں، ڈرافٹ ٹیوب میں دباؤ کی دھڑکن ہائیڈرو الیکٹرک یونٹ کے مستحکم اور محفوظ آپریشن کے لیے بہت بڑا خطرہ بن سکتی ہے۔ اس دباؤ کی دھڑکن کو دبانے کے لیے، بہت سے خیالات اور طریقے تجویز کیے گئے ہیں، جیسے کہ ڈرافٹ ٹیوب کی دیوار پر پنکھوں کو لگانا اور ڈرافٹ ٹیوب میں نکلنا دو موثر اقدامات ہیں۔ نشی وغیرہ۔ ڈرافٹ ٹیوب کے دباؤ کی دھڑکن پر پنکھوں کے اثرات کا مطالعہ کرنے کے لیے تجرباتی اور عددی طریقے استعمال کیے گئے، بشمول پنکھوں کی مختلف اقسام کے اثرات، پنکھوں کی تعداد کے اثرات اور ان کی تنصیب کی پوزیشن۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ پنکھوں کی تنصیب بھنور کی سنکی پن کو نمایاں طور پر کم کر سکتی ہے اور دباؤ کی دھڑکن کو کم کر سکتی ہے۔ Dmitry et al نے یہ بھی پایا کہ پنکھوں کی تنصیب سے پریشر پلسیشن کے طول و عرض کو 30% سے 40% تک کم کیا جا سکتا ہے۔ مین شافٹ کے مرکزی سوراخ سے ڈرافٹ ٹیوب تک وینٹیلیشن بھی دباؤ کی دھڑکن کو دبانے کا ایک مؤثر طریقہ ہے۔ بھنور کی سنکی پن کی ڈگری۔ اس کے علاوہ، نیشی وغیرہ۔ فن کی سطح پر چھوٹے سوراخوں کے ذریعے ڈرافٹ ٹیوب کو ہوا دینے کی بھی کوشش کی، اور پتہ چلا کہ یہ طریقہ دباؤ کی دھڑکن کو دبا سکتا ہے اور جب پنکھ کام نہیں کر سکتا تو ہوا کی ضرورت بہت کم ہے۔