výzkum articleDesign a realizace crossflow turbíny pro výrobu elektrické energie z vodní energie pico

tato studie se zabývala návrhem, implementací a hodnocením výkonu crossflow turbíny v různých polohách trysek. Zvolený materiál čepele byl analyzován pomocí ANSYS pro stupeň napětí a deformace pod vlivem hydraulických trysek, aby se zjistila jeho vhodnost během provozu. Hřídel byla analyzována za statických a dynamických podmínek pomocí ANSYS, aby se zajistila neplastická deformace hřídele za obou podmínek. Výsledek této analýzy byl použit v analýze harmonické odezvy hřídele běžce. Konvergentní testy byly provedeny jak pro analýzu lopatky, tak pro analýzu hřídele běžce. Byl navržen experiment pro vyhodnocení výkonu crossflow turbíny pomocí optimálního (vlastního) návrhového nástroje metodiky povrchu odezvy a bylo získáno 69 simulací/běhů. Faktory uvažované v experimentálním návrhu jsou: vzdálenost trysky od hřídele, Výška trysky a úhel náběhu. Turbína crossflow byla konstruována pomocí vypočtených konstrukčních hodnot pro všechny části stroje. Běžecké lopatky byly umístěny konkrétně v úhlu 28° vnějšího kotouče a úhlu vnitřního kotouče 90°. Turbína byla testována pod vodní hlavou a průtokem 6,4 m a 0,0042 m3/s. Výkon a účinnost hřídele byly hodnoceny pomocí příslušného vzorce. Odpovědi byly optimalizovány, aby se dosáhlo optimální polohy trysky, která by poskytla nejlepší výkon odpovědí pomocí matematických modelů dvoufaktorové interakce (2F1) v kódovaných faktorech, vyvinutých pro každou z odpovědí. Získané výsledky prokázaly, že materiál z nízkouhlíkové oceli je vhodný pro lopatkování turbíny a hřídel je Bezpečný jak za statických, tak za dynamických podmínek, protože indukovaná napětí a deformace nikdy nepřekročily přípustný rozsah. Také každá z těchto uvažovaných pozic trysek měla významný vliv na reakce s výškou trysky a úhlem náběhu, které měly kombinovaný vliv na výkon turbíny. Nejlepší výkon turbíny byl dosažen při dolním úhlu náběhu, vzdálenosti trysky velmi blízko hřídele běžce a ve výšce trysky, která aktivuje větší výdej energie do horního a dolního profilu lopatek. Vyvinuté matematické modely pro každou odpověď mají vyšší korelační hodnotu, což naznačuje, že modely jsou vhodné pro predikci odpovědí na uvažovaných úrovních faktorů. Byla získána optimální vzdálenost trysky, výška a úhel náběhu 102 mm, 413 mm a 5°. V této poloze trysky dával alternátor výstup 35wattů a 6V. když byly použity dva napěťové transformátory, dal 200VOLTŮ střídavého proudu. Turbína může být komercializována ve velkém měřítku pro větší výstupní výkon pomocí stanovených optimálních poloh trysek.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.