Научная статья на тему 'Пример подбора основных параметров роторных ортогональных гидротурбин по главной универсальной характеристике'

Пример подбора основных параметров роторных ортогональных гидротурбин по главной универсальной характеристике Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
70
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Волкова Н. Ю.

В статье на примере показана последовательность выбора параметров роторной ортогональной гидротурбины по главной универсальной характеристике. Главная универсальная характеристика получена опытным путем на кафедре Гидравлики ННГАСУ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EXAMPLE OF SELECTION OF KEY PARAMETERS ROTARY ORTHOGONAL WATER-WHEELS UNDER THE MAIN UNIVERSAL CHARACTERISTIC

In article on an example the sequence of a choice of parameters rotary orthogonal water-wheel under the main universal characteristic is shown. The main universal characteristic is received by practical consideration on faculty of Hydraulics NNGASY.

Текст научной работы на тему «Пример подбора основных параметров роторных ортогональных гидротурбин по главной универсальной характеристике»

При дальнейшем развитии этот вид вспомогательной деятельности пополнит долю внебюджетных источников в финансировании путевого хозяйства страны.

Список литературы

[1] Смирнов Н. Г., Щилов М. П., Попов Н. Ф. Пути совершенствования речных дноуглубительных землесосов // Наука и техника на речном транспорте: Инф. сб. - Вып. 11, 1998.

[2] Ивлев В. Вопросы финансирования путейских предприятий в современных условиях // Реч. трансп.: - Вып. 1, 1999.

[3] Решение “О мерах по обеспечению устойчивого финансирования внутренних водных путей России” // Наука и техника на речном транспорте: Инф. сб. - Вып. 3, 2000.

[4] Справка к заседанию Коллегии Минтранса России “О мерах по повышению эффективности использования внутренних водных путей и судоходных сооружений”, с.8, 2000.

[5J Семенов 10. А. Флот ГБУВПиС // Наука и техника на речном транспорте: Инф. сб. - Вып. 7. 2001.

[6] Андросов Ю. Проблемы времени // Реч. трансп.: - Вып. 4, 1995.

[7] Что имеем // Отчет Совета Росречфлота о проделанной работе за 2001 год.. 2001

[8] Поваров Г., Попов И. Плата за судоходный шлюзованный путь // Реч. трансп. - Вып. 1, 1993

[9] Внутренние водные пути России, справка о выполнении президентской Федеральной целевой программы “Внутренние водные пути России” на !996-2000г.г. // Наука и техника на речном транспорте: Инф. сб. - Вып. 12, 2000.

[ 10] Новожилов А Н., Журавлев А. И. Ветлужская тишина // Большая Волга - Вып. 29, 2002.

111 j Мильцин А. С. Саратовские страдания И Большая Волга - Вып. 32, 2002.

(12] ФГУП "Канал имени Москвы” // Регламентирующие документы, 2003.

THE characteristic: of a condition of financing of TRACK FACILITIES ON RIVER TRANSPORT

A.A. Sazonov, S.G. Zarudniy

The system of financing of activity of the enterprises of the track facilities being the budgetary organizations on river transport is considered The review and the analysis of the basic inappropriate sources of receipt of additional incomes in waterways the organizations is carried out.

УДК. 621.224.

Н.Ю. Волкова, к.т.н, ассистент. ННГАСУ.

60300, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65.

ПРИМЕР ПОДБОРА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РОТОРНЫХ ОРТОГОНАЛЬНЫХ ГИДРОТУРБИН ПО ГЛАВНОЙ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКЕ

В статье на примере показана последовательность выбора параметров роторной ортогональной гидротурбины по главной универсальной характеристике. Главная универсальная характеристика получена опытным путем на кафедре Гидравлики ННГАСУ.

На кафедре гидравлики нижегородского архитектурно-строительного университета проведены исследования роторной ортогональной гидротурбины с двусторонним подводом воды (рис. 1).

По результатам испытаний построена главная универсальная характеристика. Этот вид характеристики широко используется при проектировании как показатель

свойств турбин данного типа и строится при постоянных значениях диаметра О и напора Я. Обычно её принято строить в приведённых параметрах при £>/ = 1м, Н1= 1м и в рассматриваемом случае М = 1м (где Ь - высота лопастей турбины) (рис. 3).

А-А

Б-Б

Рис. 1. Схема компоновки роторной ортогональной турбины с двусторонним подводом воды 1 лопасть роторной ортогональной турбины; 2 - роторная ортогональная турбина: 3 - вал;

4 - подающие водоводы; 5 - подводящие галереи; 6 - отводящие галереи; 7 разделительные стенки.

Главная универсальная характеристика роторной ортогональной турбины была построена по модельным испытаниям, и все показанные на ней величины (г]~ КПД <2 - расход м3/с. и - число оборотов, об/с) даны для модели.

Из рис. 3 следует, что проведённые испытания отражают довольно узкую область изменения расходов, что диктовалось возможностями лаборатории. Поэтому получить замкнутую фигуру главной универсальной характеристики, как это представлено в справочной литературе, не удалось. Представленная главная универсальная характеристика является фрагментом полной характеристики, получение которой является задачей дальнейших исследований. Но, тем не менее, полученная характеристика показывает возможность эффективной работы исследованной турбины и даёт возможность судить о её очевидных преимуществах при внедрении в практику гидроэнергетического строительства.

Чрезвычайно важной точкой характеристики является оптимальный режим («вершина» или - точка «X» на рис. 3). Главная универсальная характеристика полностью освещает свойства турбин данного типа, и по ней. используя формулы пересчёта 4.15-4.17. можно построить любую другую характеристику для заданных значений Д Ни п.

Для того, чтобы подобрать параметры конкретной турбины (Д Ь, п, ф следует поставить конкретную задачу. Предполагается, что заданы величины напора Н = 3,2 м и расхода £? = 2,3 м~7с (натурные параметры).

1. По графику применения роторной ортогональной гидротурбины (рис. 2) можно определить натурный диаметр выбранной турбины, так как известны параметры напора и расхода.

ИН - 1,31 , м

2. Поскольку расчёт ведётся на полное открытие турбины, то ц меньше оптимального. Обычно принимают г\ = 0,80-г0,90 (в дальнейшем величина г) уточняется по характеристике турбины). На главной универсальной характеристике для роторной ортогональной турбины выбирается точка в

0,1 0,2

0,5 0.91 2 3 4 5 70м3/с

расход одной турбины

Рис. 2. Область применения роторной ортогональной турбины зоне с принятым г) (обозначена X). Для этой точки по графику определяются значения

О' п'

приведённого расхода = 2,6 м3/с и приведённых оборотов /=1,9 об/с (то есть

значения для турбины имеющей единичные характеристики).

По зависимости соотношения мощностей подобных турбин (1) [1] находится

значение мощности выбранной турбины (2).

^ _ дя7 _ к <2Л,

ёь

Ли

Уг

ЦЬ,

(1)

где индексами / и II помечены характеристики подобных турбин одного типа. Следует ввести новое обозначение. В дальнейшем индекс II заменяется индексом «Я» (характеристика для натурной турбины), а к индексу I добавляется « ' » (характеристика для приведенной турбины).

N н =М'гн£-Он-Ън К

(2)

В свою очередь 1 легко найти по математической зависимости г\ от расхода, пропускаемого турбиной (3) [2]:

К =8-п в: я; кВт

где g - ускорение свободного падения, § = 9,81 м/с2;

(3)

расход воды, пропускаемый приведенной турбиной, м3/с;

Н' Н'

1 - напор воды на входе в приведенную турбину, ' = 1 м;

Г] - коэффициент полезного действия турбины

лг; =9,81-0,80-2,6-1 = 20,4 кВт (4)

Следующим этапом определяется величина ЬН (высота лопатки натурной турбины) по зависимости (5) [1]:

ь =

и и —

н (5)

" <2;-о„Ф

»

где ОН, ОН, НИ - расход, диаметр и напор натурной турбины соответственно.

2 3

Ън =-----——р= = 0,38

2,6-1,31-ТзД

,м. (6)

Далее полученные значения (4) и (6) подставляются в (2)

Ин = 20,4 • 3,2 ^ • 1,31 • 0,38 = 58,1 кВт

3. Используя формулу подобия (8) [1], получается зависимость (9):

п',4н,

(7)

п„ =

н

(8)

——'^2^. - 2 59 об / с =155,67, об / мин 1,31

• (9)

При пересчете параметров приведённой турбины (точка X, выбранная на графике рис. 3) на натурную с заданными характеристиками расхода и напора получились следующие результаты:

ОЯ= 1,31, м; ЬН = 0,38, м; НН = 3,2, м; ЯН = 2,3, м3/с; Л'Я = 58,1, кВт; пН - 155,67, об/мин = 2,6 об/с,

4. Так как величины оборота турбины и диаметра являются величинами нормированными, следующими строгому ряду номенклатурных размеров, то согласно [3] они принимаются ближайшими по существующей номенклатуре.

Для £>Я => Дут = 1,6 м;

(Ю)

пН => пут = 150 об/мин = 2,5 об/с. (11)

где йут и пут - уточнённые параметры диаметра и оборотов натурной турбины.

5.. Вследствие того, что диаметр и обороты натурной турбины были изменены, следует уточнить и приведённые величины диаметра и оборотов. Из зависимости (12)

[2] следует:

, _ ПУТРУГ

, _ 2,5 -1,6 _ П' /32

, об/с. (13)

6. Для определения 6УГ следует отметить, что величина со (площадь живого сечения турбины) постоянна для данного расхода (Ж То есть:

сон = (Оуг = Он • ЬИ = Оут • Ьут-

(Оуг =1,31-0,38 = 0,498 шА

Из (14) получается зависимость:

_ Юут °ут —

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(14)

,м\ (15)

Вут .

(16)

ьУТ =М^ = 0,зп

1,6 , М. (17)

7. Следующим этапом производится уточнение приведённого расхода по зависимости (18)

р, _ Он-Р'. ь) .

■у]Нн • Оуг ■ Ьут ^

2 3-1-1 О'уг ~~г=-------------= 2,58

' Д2 1,60,31 >об/, (19)

Величины и несколько отличаются от уточнённых приведённых Пут и

О'

ут. Поэтому на графике рис. 1.5 точка X смещается в новую точку XI. Следует отметить, что точка XI находится в зоне, удовлетворяющей изначально принятому условию, что г/ = 80 %.

М' .

8. Уточняется величина мощности натурной турбины ЫУТ и приведённой У7 по (20):

ДГ _ ДГ' . т-гУг . Г) и

IV УТ — ІУут пн иут ип

(20)

М'ут

В свою очередь ■ ' определяется:

^=9,81-7 б^-я;. (21)

, кВт; (22)

= 9,81-0,80-2,58-1 = 20,25

Ыуг = 20,25 ■ 3,2А • 1,6 • 0,31 = 57,43 кВт (23)

Рис. 3. Главная универсальная характеристика роторной ортогональной турбины (РОТ 1,2 - 4.5)

9. По (4.24) определяется ожидаемый КПД для натурной турбины:

дГ

Пн =1-0-7

и" (24)

Л н =1-0-0,80)-5^- = 0,82

' (25)

10. В результате пересчёта на графике (рис. 3) получилась точка XI, которая имеет приведённые параметры:

=1, м; = 1 , м; Н' = 1, м; " = 2,24, об/с; б = 2>5& мз/с; N = 20,25 ^ кВт Характеристики натурной турбины для этой точки:

ИН = 1,6, м; ЬН = 0,31, м; Нм = 3,2, м; пН = 2,5, об/с; = 2,3, м3/с; ЫН = 57,43, кВт. Полученные данные удовлетворяют номенклатурному ряду параметров турбин.

Список литературы

[1] Волкова НЛО. Пересчёт модели роторной ортогональной турбины, работающей во встречных потоках на натуру / Н.Ю.Волкова // Водохозяйственный комплекс и экология гидросферы в регионах России: Сб.материалов V междунар.науч.-практич.конф.-Пенза, 2002. - С. 51-54.

[2] Кривченко Г.И. Насосы и гидротурбины/ Г.И.Кривченко. - М.: Энергия, 1970. - 447 с . ил.

[3] Справочник конструктора гидротурбин / Под рел. Н.Н. Ковалёва. - Л.: машиностроение, 1971.-304 с.

EXAMPLE OF SELECTION OF KEY PARAMETERS ROTARY ORTHOGONAL WATER-WHEELS UNDER THE MAIN UNIVERSAL CHARACTERISTIC

/V.y. Volkova

In article on an example the sequence of a choice of parameters rotary orthogonal water-wheel under the main universal characteristic is shown. The main universal characteristic is received by practical consideration on faculty of Hydraulics NNGASY.

УДК 629.12:620.193

Н.Ш. Нянина, к.х.н., доцент, ВГА ВТ.

603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.

ВОЗМОЖНОСТЬ МИНИМИЗАЦИИ КОРРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ СУДОВ, ВЫВЕДЕННЫХ ИЗ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Проведен анализ основных факторов, обуславливающих протекание коррозионных процессов судов, находящихся в акваториях баз технического отстоя и затонов. Рассмотренные закономерности позволяют в дальнейшем сформулировать требования к местам отстоя списанных судов.

Водный транспортный комплекс является важнейшим составным элементом экономики России, однако, функционирование водного транспорта сопряжено и с негативными воздействиями на окружающую природную среду.

Наряду с остро стоящими проблемами снижения экологических загрязнений функционирующего судоходства за последнее десятилетие резко обострилась про-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.