Влияние угла потока на энергетические характеристики спиральной камеры

Спиральные камеры различной формы и размеров формируют разные потоки на входе в статор и направляющий аппарат, влияя на величину потерь энергии в них и КПД гидротурбины. Углы потока в различных спиральных камерах существенно отличаются между собой (δ = 25° ÷ 45°). В результате лопатки направляющего аппарата обтекаются потоком при различных углах атаки. Поэтому форму лопатки направляющего аппарата следует согласовывать с типом спиральной камеры.

Спиральная камера гидротурбины подводит поток с определен­ной циркуляцией

Г = 2π∙R_ВХ ∙v_ВХ,

величина которой, зависит от площади входного сечения и угла охвата.

При увеличении входной площади F_ВХ и уменьшении угла охвата φ циркуляция Г, создаваемая спиральной камерой, уменьшается, а поток становится более радиальным (большие углы потока δ на входе в статор и направляющий аппарат). В результате минимальные потери в направляющем аппа­рате имеют место при больших открытиях, и оптимальный режим турбины смещается в зону увеличенных расходов (рис. 8.1).

Рисунок 8.1. Влияние размеров входного сече­ния и угла охвата бетонной спиральной камеры на КПД осевой гидротурбины:

1 — φ =180°; α = 0,7; 2 – φ =180°; α = 1,2; 3 – φ =135°; α =1.

Умень­шение площади входного сечения спиральной камеры F_ВХ, спроектиро­ванной по закону v_U ∙ r = const, как правило, приводит к снижению КПД, а уменьшение угла охвата одновременно ухудшает пульсационные характеристики турбины.

Увеличение F_ВХ и следовательно размеров спиральных камер, с одной стороны, при­водит к удорожанию здания ГЭС, а с другой стороны, обеспечивает рост КПД турбины, ее мощности и выработки электроэнергии. По­этому задача по выбору оптимальных размеров турбинной камеры должна решаться на основе технико-экономического анализа ряда, ее вариантов.

Дата добавления: 2014-01-07