Реконструкція турбін методом аналогового моделювання, зображення структури потоку і вдосконалення частин потоку

Abstract

В статті розглянуто проблеми значних втрат енергії для подолання гідравлічного опору, представлені результати діагностики структури потоку при русі в елементах турбін, а також варіанти удосконалення геометрії частин потоку. Головною проблемою гідродинаміки є великі витрати енергії на подолання гідравлічних опорів. Крім витрат енергії, опір викликають пульсації і як наслідок зменшення діапазону регулювання продуктивності обладнання, є причиною шуму, вібрації та інших негативних явищ. Перераховані недоліки обумовлені недосконалістю (нерідко навіть примітивністю) геометрії проточних частин. Проблеми гідродинаміки пов'язані з тим, що процеси руху рідин і газів практично недоступні для візуальних досліджень. Досі гідродинаміка заснована на парадигмі турбулентності, яка асоціюється як «хаос». Тому, довідники і каталоги, які використовують при проектуванні гідравлічних систем, невиправдано «прийняли» технологічно прості проточні частини поворотів, колекторів, трійників, і ін. і відповідно високі значення їх гідравлічних опорів. Коригування геометрії проточних частин з метою вдосконалення структури потоку забезпечує зниження опору в п’ять разів і більше. Високий ступінь організації гідравлічних потоків може бути основою для створення нової парадигми «структури потоків», яку доцільно використовувати при проектуванні обладнання та гідравлічних систем. Однак, динамічні процеси в проточних частинах сьогодні характеризуються тільки величинами опорів, інші показники ефективності при проектуванні не використовуються. Досвід позитивних результатів зниження опору при реалізації проектів реконструкції, коли збільшується продуктивність системи з одночасним зниженням початкового тиску, призводить до зниження ККД насосів, вентиляторів, компресорів. Отже ККД основного обладнання системи і опору проточних частин по різному характеризують показники ефективності енергетичних процесів.