artykuł Badawczyprojektowanie i wdrożenie turbiny przepływowej dla Pico hydropower electricity generation

niniejsze badanie obejmowało zaprojektowanie, wdrożenie i ocenę wydajności turbiny przepływowej w różnych pozycjach dysz. Wybrany materiał łopatek przeanalizowano za pomocą ANSYS pod kątem stopnia naprężenia i odkształcenia pod wpływem dysz hydraulicznych, aby ustalić jego przydatność podczas pracy. Wał poddano analizie w warunkach statycznych i dynamicznych przy użyciu ANSYS w celu zapewnienia odkształcenia plastycznego wału w obu warunkach. Wyniki tej analizy wykorzystano do analizy odpowiedzi harmonicznych wału prowadnicy. Przeprowadzono testy konwergentne zarówno dla analizy łopatek, jak i wałów prowadnic. Eksperyment został zaprojektowany w celu oceny wydajności turbiny przepływowej z wykorzystaniem optymalnego (niestandardowego) narzędzia projektowego metodologii powierzchni odpowiedzi i uzyskano 69 symulacji/przebiegów. Czynniki brane pod uwagę w projekcie eksperymentalnym to: odległość dyszy od wału, wysokość dyszy i kąt natarcia. Turbina z przepływem krzyżowym została skonstruowana przy użyciu obliczonych wartości projektowych dla wszystkich części maszyny. Ostrza prowadnic były ustawione pod kątem zewnętrznym 28° i wewnętrznym 90°. Turbina została przetestowana pod głowicą wody i natężeniem przepływu odpowiednio 6,4 m i 0,0042 m3/s. Moc i sprawność wału zostały ocenione za pomocą odpowiedniego wzoru. Odpowiedzi zostały zoptymalizowane w celu uzyskania optymalnej pozycji dyszy, która zapewniłaby najlepszą wydajność odpowiedzi przy użyciu modeli matematycznych interakcji dwuskładnikowych (2F1) w kodowanych czynnikach, opracowanych dla każdej odpowiedzi. Uzyskane wyniki dowiodły, że materiał Ze stali niskowęglowej nadaje się do obróbki łopatek turbiny, a wał jest bezpieczny zarówno w warunkach statycznych, jak i dynamicznych, ponieważ naprężenia indukowane i odkształcenia nigdy nie przekroczyły dopuszczalnego zakresu. Ponadto każde z tych rozważanych pozycji dyszy miało znaczący wpływ na reakcje, a wysokość dyszy i kąt natarcia miały łączny wpływ na wydajność turbiny. Najlepsze osiągi turbiny uzyskano przy niższym kącie natarcia, odległości dyszy bardzo blisko wału prowadnicy i na wysokości dyszy, która aktywuje większe przekazywanie energii do górnych i dolnych profili łopatek. Opracowane modele matematyczne dla każdej odpowiedzi mają wyższą wartość korelacji, co sugeruje, że modele te nadają się do przewidywania odpowiedzi na rozważanych poziomach czynnika. Uzyskano optymalną odległość dyszy, wysokość i kąt natarcia odpowiednio 102 mm, 413 mm i 5°. W takim położeniu alternator dawał moc 35W i 6V. przy zastosowaniu dwóch transformatorów napięciowych dawał 200V AC. Turbina może być komercjalizowana na dużą skalę w celu uzyskania większej mocy wyjściowej przy użyciu określonych optymalnych pozycji dyszy.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.