סוגי הידרוטורבינות של תחנות כוח מיקרו הידרואלקטריות. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

סוגי הידרוטורבינות של תחנות כוח מיקרו הידרואלקטריות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

טורבינות מדחף (טורבינת קפלן)

לטורבינת המדחף המהירות הגבוהה ביותר מבין כל סוגי הטורבינות. זה מאפשר להשיג מהירות סיבוב גבוהה יותר בקצבי זרימה נמוכים. מהירויות טורבינה גבוהות, בתורן, מאפשרות שימוש בגנרטורים חשמליים מהירים יותר, ולכן קלים וזולים יותר, או מפחיתות את העלות של התקני ההולכה (תיבות הילוכים או מערכות הילוכים רצועות). לכן, טורבינות מדחף משמשות בלחצים הנמוכים ביותר, כאשר קצבי הזרימה נמוכים.

במראה, אימפלר טורבינת המדחף נראה כמו מאוורר (איור 20).

סוגי טורבינות הידרו של תחנות כוח מיקרו הידרו
איור.20. טורבינת פרופלור עם להבים קבועים

הלהבים בטורבינה יכולים להיות קבועים וסיבוביים (איור 21). במקרה הראשון, הלהבים קבועים בזווית נבחרת המתאימה ללחץ ההפעלה ולעומס האופטימלי של הגנרטור. להבים סיבוביים מוצדקים לשימוש בטורבינות גדולות עם תנודות לחץ משמעותיות ופעולת גנרטור בתנאי עומס משתנים. בעזרת להבים סיבוביים ניתן לשמור על מהירות סיבוב קבועה של האימפלר ותדירות המתח שנוצר במחוללים.

סוגי טורבינות הידרו של תחנות כוח מיקרו הידרו
איור.21. טורבינת קפלן

סוגי טורבינות הידרו של תחנות כוח מיקרו הידרו
איור.21-1. עקרון הפעולה

לטורבינת המדחף יש שבשבת מובילה (איור 22), המשמשת להזנת זרימת המים בזווית הנכונה ללהבי הטורבינה כדי להשיג יעילות מרבית. שבשבת ההדרכה מאפשרת לך להתאים את כוח הטורבינה, ובמקרים מסוימים, לעצור לחלוטין את הגישה של מים לגלגל הטורבינה.

סוגי טורבינות הידרו של תחנות כוח מיקרו הידרו
איור.22. שבשבת מנחה טורבינה

טורבינות מדחף מצוידות בצינורות יניקה. צינור היניקה הוא תעלה המתרחבת בחתך לניקוז מים מהטורבינה. עם הגדלת חתך הצינור, מהירות המים והאנרגיה הקינטית שלהם יורדת, מה שמאפשר להפחית את הפסדי האנרגיה בזרם היוצא. בנוסף, צינור היניקה מאפשר את מיקום הטורבינה מעל מפלס המים במורד הזרם.

הבריכה (fr. bief) היא חלק משטח המים הצמוד למבנה ההידראולי. מבחינים בין מעלה (בצמוד לאגן הלחץ) למורד (בצמוד לתעלת ההזרמה).

צינורות היניקה הם ישרים או מעוקלים, כפי שמוצג באיור. 23 ו-24:

סוגי טורבינות הידרו של תחנות כוח מיקרו הידרו
איור.23. יחידה הידראולית עם יניקה ישירה

סוגי טורבינות הידרו של תחנות כוח מיקרו הידרו
איור.24. יחידה הידראולית עם צינור יניקה מעוקל

טורבינות רדיאליות ציריות (טורבינת פרנסיס)

מים נכנסים לאימפלר של טורבינה רדיאלית-צירית מהחלק החיצוני של הגלגל ונעים לאורך הרדיוס לכיוון מרכז הטורבינה (איור 25). לאחר שעברו בין הלהבים של צורה מעוקלת מרחבית מורכבת, המים נותנים אנרגיה לרוטור, וגורמים לו להסתובב.

סוגי טורבינות הידרו של תחנות כוח מיקרו הידרו
איור.25. רדיאלי-צירי (טורבינת פרנסיס)

סוגי טורבינות הידרו של תחנות כוח מיקרו הידרו
איור.25-1. רדיאלי-צירי (טורבינת פרנסיס), מראה

לאספקת מים נכונה ואחידה סביב כל היקף האימפלר, הוא מוקף בתא ספירלי (איור 26). בין תא הספירלה לגלגל ממוקם מנגנון הדרכה המורכב מלהבים המכוונים מים לגלגל הטורבינה בזווית הרצויה. ניתן להפוך את שבשבות ההכוונה לסיבוביות כדי לשנות את זרימת המים ואת הכיוון הטוב ביותר של הזרימה ללהבי האימפלר (איור 27). זה מגביר את היעילות של הטורבינה במצבים מחוץ לתכנון. מנגנון ההדרכה יכול להיות מצויד במערכת התאמה ידנית, או מערכת אוטומטית.

סוגי טורבינות הידרו של תחנות כוח מיקרו הידרו
איור.26. תכנית של שבשבת הנדנדה והנחייה של טורבינת פרנסיס

סוגי טורבינות הידרו של תחנות כוח מיקרו הידרו
איור.27. טורבינת פרנסיס עם שבשבת הנחייה מתכווננת ידנית

בטורבינות רדיאליות-ציריות קיים סיכון לפטיש מים בצינור הלחץ. במקרה של תקלה בגנרטור או ירידה חדה בעומס, השבטים המכוונים מפחיתים את זרימת המים, ומתרחש פטיש מים בצינור הלחץ שעלול להוביל לקרע בצנרת. כדי למנוע תאונות, טורבינות רדיאליות ציריות מצוידות בשקע סרק בטיחותי המוציא מים מתא הספירלה למורד הזרם במהלך עליות לחץ.

עבור טורבינות רדיאליות-ציריות בלחץ גבוה, חשוב להפחית את הדליפה האפשרית של מים מעבר להבי האימפלר. זה מושג על ידי ייצור דיוק גבוה של חלקים מתאימים ואטמים מיוחדים המפחיתים את הפסדי הלחץ.

לאחר מעבר דרך האימפלר, המים נכנסים לצינור היניקה, בעל צורה חרוטית. עוברים דרך צינור היניקה, המים מגדילים את חתך הרוחב שלהם ומאטים, מה שמוביל לירידה באנרגיה הקינטית של היציאה חסרת התועלת עם מי השפכים. בנוסף, צינור היניקה מאפשר למקם את היחידות ההידרואלקטריות גבוה בהרבה ממורד המים, דבר שנוח להקמת מבנה תחנת כוח הידרואלקטרית.

לייצור טורבינות נעשה שימוש בדרגות פלדה מיוחדות עמידות בפני שחיקה על מנת להבטיח פעולה ארוכת טווח ואמינה של הטורבינות.

טורבינות פלטון (טורבינות פלטון)

סוג זה של טורבינה משמש ללחצים גבוהים. צינור הלחץ נכנס למבנה תחנת הכוח ההידרואלקטרית ומסתיים בזרבובית המכוונת את הסילון לאימפלר הטורבינה. סילון מים היוצא מהזרבובית מתגלגל על פני השטח הקעור של הדלי ומשנה את כיוון תנועתו לכיוון ההפוך (איור 28).

סוגי טורבינות הידרו של תחנות כוח מיקרו הידרו
איור.28. מצקת סכמטית (טורבינת פלטון פלטון)

סוגי טורבינות הידרו של תחנות כוח מיקרו הידרו
איור.28-1. אימפלר (טורבינת דלי פלטון)

היעילות המקסימלית תהיה במקרה שלסילון המוחזר מהדלי יש מהירות אפס ביחס לגוף. זה מושג, כפי שמראה הניתוח, במהירות היקפית של המצקת השווה למחצית ממהירות הסילון.

הדליים בטורבינה נעשים מזווגים והסילון מוזן לצומת הדליים כדי לפצות על כוחות צירים על מיסבי הרוטור. פיית הטורבינה משמשת לווסת את כמות המים הנכנסים. המחט הנעה בתוך הזרבובית משנה את חתך התעלה ואת קצב זרימת המים הנכנסים לגלגל הטורבינה (איור 29).

סוגי טורבינות הידרו של תחנות כוח מיקרו הידרו
איור.29. זרבובית שסתום מחט סכמטית (טורבינת פלטון פלטון)

בנוסף לזרבובית, נעשה שימוש במסיט להתאמת הפרמטרים של הטורבינה, המהווה מכשול הממוקם בין הפייה לדלי, אשר מסיט את הסילון ומפחית את כוח הסילון על הרוטור של היחידה ההידראולית. המסיט מאפשר לך למנוע זעזועים הידראוליים בעת כוונון הטורבינה. כאשר מווסתים את הסילון באמצעות מחט בלבד, במקרה של ירידה חדה בעומס החשמל ברשת המחט חוסמת את יציאת המים, מה שגורם לפטיש מים בצנרת ולאפשרות לפגיעה בו. מי שפכים זורמים במורד הזרם. לכן, כדי להפחית את הפסדי הלחץ, הזרבובית והטורבינה צריכים להיות ממוקמים נמוך ככל האפשר לרמת הזרימה. בית הטורבינה משמש להגנה מפני התזות של חדר המפעל ההידרואלקטרי והוא עשוי גדול כך שהמים המוחזרים מהבית לא ייפלו בחזרה אל הרוטור ואינם מפחיתים את יעילות ההתקנה.

בטורבינות דלי, לעתים קרובות מותקנות מספר חרירים מרווחים סביב היקף האימפלר, מה שמפחית את העומס על מיסבי הסיבוב (איור 30).

בניית טורבינה הידראולית מודרנית מתפתחת תוך התחשבות במגמות העיקריות הבאות:

להגביר את היעילות והאמינות בפעולה;
הגדלת המהירות של טורבינות הידראוליות על מנת לספק את כוח התכנון הנדרש עם ממדים ומשקלים קטנים יותר של יחידות הידרואלקטריות, מה שמבטיח הפחתה בעלות ציוד החשמל ובניין HPP;
שיפור מאפייני האנרגיה של טורבינות הידראוליות והגדלת היעילות התפעולית הממוצעת של יחידות כאשר פועלות בעומסים ובלחץ מחוץ לתכנון;
הפחתת פעימות הלחץ בנתיב הזרימה (במיוחד מאחורי האימפלר של טורבינה הידראולית רדיאלית-צירית) והרעידות הנלוות של היחידה;
יחידות הידראוליות;
השימוש ביחידות הידרואלקטריות חזקות ב-HPPs מאפשר להפחית את מספרן, להגביר את היעילות ולהפחית את העלות של ציוד חשמל ומבנים;
צמיחה נוספת של קיבולת היחידה.

סוגי טורבינות הידרו של תחנות כוח מיקרו הידרו
איור 30. טורבינת פלטון עם שתי חרירים

העבר מכשירים

יש צורך במכשירי שידור להעברת אנרגיה סיבובית מהטורבינה לגנרטור. עיצובים מסוימים של תחנות כוח מיקרו הידרואלקטריות מספקות העברה ישירה של אנרגיה דרך פיר (האימפלר ורוטור הגנרטור נמצאים על אותו פיר). מערכות הילוכים אחרות (רצועה או גיר) יכולות גם לשנות את יחס ההילוכים של סיבוב האימפלר לרוטור הגנרטור, וגם להעביר אותו ללא שינויים.

מחברים: Kartanbaev B.A., Zhumadilov K.A., Zazulsky A.A.

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מעבד KiloCore בעל 1000 ליבות 19.06.2016

חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בדיוויס (ארה"ב) פיתחו מעבד KiloCore בעל 1000 ליבות. תאגיד יבמ ייצר אותו בתהליך של 32 ננומטר.

כל ליבת מעבד KiloCore מסוגלת לפעול באופן עצמאי ולהפעיל קושחה משלה. "זה הרבה יותר יעיל מהגישה הנהוגה במעבדי GPU. הרעיון הוא לחלק את האפליקציה לתת-שגרות רבות, שכל אחת מהן ניתנת להפעלה במקביל על ליבה נפרדת. כך, יושגו ביצועים גבוהים בצריכת חשמל נמוכה". , דיווחו המחברים.

מכיוון שכל ליבה פועלת במהירות השעון שלה, ניתן להשבית אותה כדי לחסוך בחשמל. מהירות השעון המקסימלית של הליבות מוגבלת ל-1,78 GHz. הגרעינים שולחים מידע זה לזה ישירות. אין זיכרון משותף שיכול להפוך לצוואר בקבוק בעיבוד נתונים", אמר האדריכל ברנט בוהנסטיה.

KiloCore אולי לא המעבד הראשון בעולם עם 1000 ליבות. אבל מחבריו טוענים שאין לו אח ורע מבחינת יעילות.

לפי המפתחים, ל-KiloCore יש 621 מיליון טרנזיסטורים והוא מסוגל לבצע 1,78 טריליון פקודות בשנייה, תוך צורך ב-0,7 וואט. סוללת AA יכולה לשמש כמקור חשמל. KiloCore יעילה יותר מפי 100 בביצוע פקודות מאשר מעבד מודרני של מחשב נייד.

מספר תוכניות הדגמה כבר פותחו עבור השבב. הם נועדו לקודד ולפענח אותות אלחוטיים, לעבד זרמי וידאו, להצפין ולבצע משימות אחרות הקשורות לעיבוד של כמויות גדולות של נתונים, כאשר מקבילות יכולה להגביר משמעותית את יעילות התהליך.

לנוחות תכנות השבב, החוקרים פיתחו מהדר מתאים וכלי להפצה אוטומטית של תוכניות בין הליבות.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מצב חדש של העולם

▪ נעלי טיסה

▪ חומר קרמי קל במיוחד

▪ אלרגיה למוזיאון

▪ ביגוד טלפוני

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של תיאורי התפקיד באתר. בחירת מאמרים

▪ מאמר פרי אסור הוא מתוק. ביטוי פופולרי

▪ מאמר מה עשו הילידים עם גופתו של קפטן קוק שנרצח? תשובה מפורטת

▪ מאמר מתקין. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ מאמר ספקי כוח למיקרו-מקדחים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר הפעלת ממיר המתח MAX756 עם מתח כניסה מופחת. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר