연구 기사피코수력발전용 크로스플로우 터빈의 설계 및 구현

본 연구에서는 다양한 노즐 위치에서 크로스플로우 터빈의 설계,구현 및 성능 평가를 다룬다. 선택된 블레이드 재료는 유압 제트의 충격 하에서 응력 및 변형 정도에 대해 앤시스를 사용하여 분석하여 작동 중 적합성을 확인했습니다. 두 조건 모두에서 샤프트의 비소성 변형을 보장하기 위해 앤시스를 사용하여 정적 및 동적 조건에서 샤프트를 분석했습니다. 이 분석의 결과는 러너 샤프트의 고조파 응답 분석에 사용되었습니다. 블레이드 및 러너 샤프트 분석 모두에 대해 수렴 테스트를 수행했습니다. 실험 응답 표면 방법론의 최적(사용자 지정)디자인 도구를 사용 하 여 교차 흐름 터빈 성능의 평가 위해 설계 되었습니다 및 69 시뮬레이션/실행 얻은 했다. 실험 설계에서 고려되는 요소는 다음과 같습니다: 갱구,분사구 고도 및 공격 각에서 분사구 거리. 교차 흐름 터빈은 모든 기계 부품에 대해 계산 된 설계 값을 사용하여 제작되었습니다. 러너 블레이드는 28 개의 외부 블레이드 각도 및 90 개의 내부 블레이드 각도로 구체적으로 배치되었습니다. 터빈은 각각 6.4 미터 및 0 의 물 머리 그리고 흐름율의 밑에 시험되었습니다. 샤프트 전력 및 효율은 각각의 공식을 사용하여 평가되었습니다. 각 응답에 대해 개발 된 코딩 된 요인의 두 가지 요인 상호 작용(2 층 1)수학적 모델을 사용하여 응답의 최상의 성능을 제공하는 노즐의 최적 위치를 얻기 위해 응답이 최적화되었습니다. 그 결과 저탄소강 소재가 터빈 블레이드에 적합했으며,유도 응력과 변형이 허용 범위를 결코 초과하지 않았기 때문에 샤프트가 정적 및 동적 조건 모두에서 안전하다는 것이 입증되었습니다. 또한,이들 고려된 노즐 위치들 각각은 노즐 높이 및 공격 각도가 터빈의 성능에 결합된 영향을 갖는 응답에 상당한 영향을 미쳤다. 최고의 터빈 성능은 낮은 공격 각도,러너 샤프트에 매우 가까운 노즐 거리 및 상부 및 하부 블레이드 프로파일에 더 큰 에너지 전달을 실현하는 노즐 높이에서 얻어졌습니다. 각 반응에 대해 개발된 수학적 모델은 상관관계 값이 더 높으므로 모델이 고려된 요인 수준에서 반응을 예측하는 데 적합함을 시사합니다. 최적의 노즐의 거리,높이며 공격의 각도 102mm,413mm5°각각 획득 했다. 이 노즐 위치에서 발전기는 35 와트와 6 볼트의 출력을 제공했습니다. 터빈은 결정된 최적의 노즐 위치를 사용하여 더 큰 출력을 위해 대규모로 상용화 될 수 있습니다.

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