Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 17

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
VI Polska Konferencja Hydroenergetyczna RENEXPO Poland, obradująca w dniach 19-20 października 2016 r. w Warszawie, zgromadziła blisko 90 uczestników reprezentujących głównie szeroko rozumiany sektor hydroenergetyczny i powiązane z nim podmioty gospodarcze, ale także instytucje państwowe, biura konsultingowe, organizacje pozarządowe oraz ośrodki badawcze i badawczo-rozwojowe. 10 uczestników Konferencji pochodziło spoza granic naszego kraju. Pierwszy dzień obrad poświęcony był głównie ocenie sytuacji sektora energetyki wodnej w Polsce, a jego centralnym punktem stała się debata panelowa „Jaka przyszłość dla energetyki wodnej?". W debacie tej udział wzięli przedstawiciele środowisk krajowych oraz przewodniczący zarządów stowarzyszeń hydroenerge tycznych z Litwy i Rumunii, którzy przedstawili sytuację w ich krajach. Z żalem odnotowujemy, że w panelu dyskusyjnym zabrakło zaproszonych przedstawicieli władz państwowych. Najważniejsze stwierdzenia sformułowane podczas dyskusji, prezentujemy poniżej.
PL
Oceny odporności kawitacyjnej materiałów konstrukcyjnych dokonuje się z reguły na podstawie badań erozyjnych prowadzonych na stanowiskach laboratoryjnych o różnej konstrukcji i parametrach pracy. Różnorodność warunków prowadzonych badań i stosowanych kryteriów oceny sprawia, że ich wyniki są często ze sobą niezgodne zarówno pod względem jakościowym, jak i ilościowym. Stan ten utrudnia wiarygodne prognozowania trwałości materiału w warunkach eksploatacyjnych. Potwierdzeniem powagi problemu mogą być wyniki Międzynarodowego Kawitacyjnego Testu Erozyjnego (ICET), koordynowanego przez Instytut Maszyn Przepływowych PAN (IMP PAN) w latach 80-tych i 90-tych ubiegłego stulecia. Uczestnicy projektu przeprowadzili badania 6 materiałów na 25 stanowiskach zlokalizowanych w 15 laboratoriach. Stwierdzony brak kompatybilności uzyskanych wyników przypisano ilościowym i jakościowym różnicom w rozkładzie obciążenia kawitacyjnego na badanych próbkach. Stało się to punktem wyjścia dla prac nad koncepcją kawitacyjnej odporności frakcyjnej materiałów, która stanowi tezę niniejszej rozprawy. Do opisu obciążenia postanowiono użyć rozkładu amplitudowego impulsów pochodzących z piezoelektrycznego czujnika ciśnienia z membraną tworzącą część powierzchni obciążonej. Zasadniczą część rozprawy poprzedzono częścią przeglądową zawierającą podstawowe informacje na temat zjawiska kawitacji, mechanizmu jego oddziaływania na powierzchnię ciała stałego, teoretycznych i doświadczalnych metod wyznaczania obciążenia materiału, a także stosowane dotąd techniki wyznaczania odporności kawitacyj¬nej. Istotny element pracy stanowi skrócony raport z realizacji projektu ICET. Koncepcję odporności frakcyjnej materiału oparto na założeniu, że krzywą erozyjną można uzyskać dokonując superpozycji oddziaływań erozyjnych poszczególnych frakcji obciążenia w infinitezymalnych przedziałach czasu. Każdą z krzywych jednofrakcyjnych można modelować taka samą funkcją analityczną strumienia dostarczonej energii. Odporność materiału na obciążenie frakcyjne scharakteryzowana jest zestawem 3 parametrów zależnych od własności materiałowych. Jeśli krzywa erozyjna wykreślana jest w funkcji czasu, to obciążenie frakcyjne, mierzone strumieniem mocy dostarczanej przez obłok kawitacyjny, można uważać za jej czwarty parametr. Obciążenie rzeczywiste (wielofrakcyjne) opisane jest wektorem składającym się ze składowych frakcyjnych. Zakładając, że N oznacza liczbę frakcji, odporność materiału na obciążenie wielofrakcyjne zapisać można w postaci macierzy 3 *N złożonej z parametrów N frakcyjnych funkcji modelowych. Koncepcja ta stała się podstawą zaproponowanego ogólnego równania kinetycznego wielofrakcyjnego procesu erozyjnego. Równanie szczególne uzyskano przyjmując frakcyjną funkcję modelową w postaci zaproponowanej wcześniej przez L.J. Sitnika. Równanie to posłużyło nie tylko do wyznaczenia macierzy odporności kawitacyjnej materiałów wzorcowych, ale również do wyznaczenia na tej podstawie obciążeń na stanowiskach wykorzystywanych dla potrzeb Międzynarodowego Kawitacyjnego Testu Erozyjnego. Jednocześnie wykryto poważne ograniczenia zastosowanej metodyki. Analiza wyników badań w laboratorium IMP PAN wykazała, że podstawową przyczyną ww. ograniczeń jest przyjęty sposób wyznaczania obciążenia kawitacyjnego na stanowisku wzorcowym. Stwierdzono, że brak odpowiedniej rozdzielczości czasowej i przestrzennej podczas rejestracji impulsów kawitacyjnych prowadzi do przeszacowania stosowanego wskaźnika obciążenia, przy czym stopień tego przeszacowania zależy od szeregu czynników, a zwłaszcza od odległości czujnika ciśnienia od wzbudnika kawitacji. Wad tych powinien być pozbawiony sposób oparty na analizie statystycznej wżerów powstających w miękkiej (np. miedzianej) powłoce galwanicznej poddanej krótkotrwałemu oddziaływaniu obłoku kawitacyjnego. Dostarczoną energię można oszacować na podstawie danych dostępnych w literaturze związków z rozmiarem charakterystycznym wżeru (np. objętością lub średnicą na określonej głębokości). W przypadku posługiwania się charakterystycznym rozmiarem wżeru jako zmienną frakcyjną zamiast amplitudy impulsu kawitacyjnego, proponuje się zastąpienie pojęcia „ obciążenie kawitacyjne " pojęciem „ agresywności", co jest praktyka dość często stosowaną dziś w literaturze przedmiotu. Dla algorytmu obliczeniowego dobór zmiennej frakcyjnej nie powinien mieć większego znaczenia, a dostępne dziś wyposażenie laboratoryjne umożliwia przeprowadzenie niezbędnej analizy morfologicznej uszkodzonej powierzchni.
EN
The resistance of structural materials to cavitation is generally assessed basing on the erosion tests carried out at laboratory rigs of various design and operating parameters. The diversity in test conditions and the applied assessment criteria is frequently considered the main reason for both qualitative and quantitative inconsistency of test results. This situation hampers reliable prediction of materiał performance under field conditions. The severity of the problem may be confirmed by the results of the International Cavitation Erosion Test (ICET) coordinated in 80-ies and 90-ies of the past century by the Institute of Fluid-Flow Machinery of the Polish Academy of Sciences (IMP). The project partners have tested 6 materials at 25 test rigs located in 15 labs. The observed incompatibility between the attained results has been attributed to the qualitative and quantitative differences in cavitation load distribution at the impinged surfaces. This observation has become an outcome point for developing the fractional cavitation resistance concept which is also the thesis of this dissertation. The amplitudę distribution of impulses from a piezoelectric pressure transducer with membranę mounted flush with the impinged surface has been used for the purposes of cavitation load description. The essential part of the dissertation is preceded by the state of the art survey comprising the basie information on the cavitation phenomenon, the mechanism of its interaction with a solid surface, theoretical and experimental methods of determining the materiał load and the techniques used so far in order to determine its cavitation resistance. An abridged version of the ICET project report is an important part of this treatise as well. The fractional resistance concept is based on the assumption that the cumulative erosion curve can be reconstructed by superposing erosive effects of cavitation load exerted by individual fractions in infinitesimal time intervals. Furthermore, each single-fraction erosion curve can be modelled by the same analytic function of the delivered energy flux. Materiał resistance to single-fractional load is characterised by a set of 3 parameters dependent on materiał properties. If the erosion curve is to be plotted versus exposure duration then the fractional load, measured by means of the flux of power delivered to the solid surface by the cavitation cloud, may be considered its fourth parameter. The actual (multi-fractional) load can be described by a vector consisting of all fractional components. Assuming N to represent the number of fractions, the materiał resistance to such a load can be defined by a 3 *N matrix with materiał parameters of N single-fractional model functions as its elements. The above concept has been used as a basis for the proposed generał kinetic eąuation of multi-fractional erosion process. The specific eąuation has been attained by assuming the single fractional model function in the form proposed previously by L.J. Sitnik. This eąuation has been used not only to determine the cavitation resistance matrix of the reference materials, but also to estimate loads at the rigs involved in the International Cavitation Erosion Test project. At the same time significant limitations in the applied methodology have been identified. The analysis of test results attained in the IMP PAN lab has shown that the essential reason for the above mentioned problems lies in the assumed method of determining cavitation load at the reference facility. The lack of sufficient temporal and spatial resolution when recording cavitation pulses results in overestimation of the applied load index with overestimation ratio depending on numerous factors, including the pressure transducer distance from the cavitator. An alternative technique, based on statistical analysis of pits having occurred in a soft metal coating (e.g. galvanically spread copper) after a short-time exposure to cavitation, is expected to be free of most of these deficiencies. The delivered energy can be estimated using the available relationships with the characteristic pit parameter (e.g. extruded volume of coating materiał or pit diameter at a specified depth). In case of using the characteristic pit size as a fractional variable instead of cavitation pulse amplitudę, it is proposed to replace the term of "cavitation load" by that of "cavitation aggressivity" which is apractice quite frequent in the up-to-date literature. The choice of fractional variable should be of no major significance for the computational algorithm whereas the equipment available nowadays in advanced material engineering laboratories allows conducting the necessary morphological analysis of the damaged surface.
EN
In course of over half a century the test teams of the Szewalski Institute of Fluid-Flow Machinery (IMP PAN) have conducted numerous performance tests of small hydropower (SHP) installations on various occasions and motivations, including updating or establishing performance characteristics of old machines, acceptance of new units, checking or optimising the cam correlation of new or refurbished double-regulated turbines, checking performance of prototype turbines under field conditions. The discharge measurement techniques have included currentmeter, pressure-time and acoustic methods. Index tests, using the Winter-Kennedy and other differential pressure methods, as well as current-meter and acoustic techniques, have been employed quite frequently to optimise the cam curves of double-regulated machines. In one case a simplified technique based solely on the power/wicket gate opening relationship was checked. This paper discusses some techniques applied when determining the absolute efficiency and optimizing cam correlations by means of absolute and index test methods. Cubic spline formulae as applied to integrate the flow velocity field in a hydrometric section are derived. Results of a discharge measurement by means of the current-meter and pressure-time method are compared as a special case study. Finally, practical recommendations addressed both to the power plant owners and the test team members are formulated.
5
Content available Hydropower and its development
EN
Even if the documented history of hydropower reaches back as far as 5000 years ago, it owes its rapid acceleration in growth to the industrial revolution at the beginning of the nineteenth century. The end of the twentieth century brought about new challenges associated, on the one hand, with a growing demand for ancillary grid services, and on the other with new requirements for mitigating the environmental impact. Hydropower technology expansion had come about in a manner aiming to at least partially exploit the mechanical energy of sea and ocean waters. This study points out to the most important trends in and barriers to hydropower development, with particular focus on the situation in Poland. This author sees the main threats to Polish hydropower development in how it is perceived solely through the prism of the generation of a particular volume of green energy, and a total underestimation of the quality of electricity supply and the numerous non-energy benefits resulting from hydroelectric power plant operation.
PL
Chociaż udokumentowana historia energetyki wodnej liczy z górą 5000 lat, to dopiero za sprawą rewolucji przemysłowej u progu XIX stulecia jej rozwój doznał gwałtownego przyspieszenia. Pod koniec XX wieku pojawiły się nowe wyzwania, związane z jednej strony z rosnącym zapotrzebowaniem na usługi systemowe, a z drugiej z nowymi wymaganiami dotyczącymi redukcji oddziaływania na środowisko przyrodnicze. Doszło do ekspansji technologii hydroenergetycznych w sposób zmierzający do przynajmniej częściowego wyzyskania energii mechanicznej wód morskich i oceanicznych. W pracy wskazano na najważniejsze trendy i bariery rozwojowe energetyki wodnej, zwracając szczególną uwagę na sytuację w Polsce. Głównych zagrożeń dla polskiej energetyki wodnej autor upatruje w postrzeganiu jej wyłącznie poprzez pryzmat produkcji określonego wolumenu zielonej energii przy całkowitym niedocenianiu jakości tych dostaw oraz licznych korzyści pozaenergetycznych, wynikających z funkcjonowania elektrowni wodnych.
PL
W pracy przedstawiono wyniki pomiarów impulsów kawitacyjnych na stanowisku ze szczelinowym wzbudnikiem kawitacji. Pomiary przeprowadzono z użyciem przetworników ciśnienia firm Kistler oraz PCB Piezotronics przy różnym ciśnieniu przed komorą kawitacyjną. Zauważono, że rodzaj czujnika ma istotny wpływ na wyniki rejestracji impulsów kawitacyjnych.
EN
The results of cavitation pulses measurement by means of commercial piezoelectric sensors in a tunnel with a barricade-counterbarricade cavitator system are compared. The observed discrepancy in results is explained in terms of different characteristics of the measurement tracks with Kistler 603B and PCB S113B22 sensors, including their resonance frequency and signal rise time and the transfer band of the signal conditioning system. While further studies aimed at increasing the compatibility of experimental results are highly recommended, it is also emphasised that all data used for the purposes of developing the fractional cavitation resistance assessment method should always stem from a single and strictly specified measurement system.
PL
Przedstawiono wyniki bezpośrednich badań obciążeń kawitacyjnych na stanowisku wibracyjnym ze spoczywająca próbką w laboratorium Instytutu Inżynierii Transportu Akademii Morskiej w Szczecinie. Dokonano oceny możliwości stosowania stanowiska ze spoczywającą próbką w badaniach zużycia erozyjno-kawitacyjnego i korozyjno-kawitacyjnego.
EN
This paper presents the research results on the examination of cavitational load on a vibration rig with a fixed sample at the Institute of Transport Engineering (Maritime University Szczecin). The usability of this rig for the examination of the cavitation-corrosion complex processes are tested and confirmed.
EN
In the Tatra Mts., thrust-napping and shearing were multi-stage re-activated processes. Their cyclic character was determined by increases and decreases in pore fluid pressure. During each cycle, new parts of the rheologically heterogeneous wall-rock were selectively destroyed due to hydraulic fracturing, brecciation and mylonitization, and moved out as a solution and/or suspension. As a result of these processes, including pressure solution, considerable mass loss could have taken place. All these processes took place under the considerable influence of fluids. In this paper we consider the possible contribution of cavitation erosion to mass loss processes. Displacement along an uneven thrust surface could create chambers filled with fluid and sudden falls in local pressure promoting the inception of cavitation. Cavitation damage, mainly mechanical in nature, could act synergistically with slurry abrasion and pressure solution processes. Our work is of a hypothetical character. To prove the possibility of cavitation erosion within shear zones in the Tatra Mts. we conducted an experiment to show the low resistance of rock samples to cavitation erosion. We also discuss and characterize the conditions essential to induce cavitation within thrust zones at the base of nappes.
EN
The main purpose of the paper is to expose hydropower as a highly valuable, scarcely utilised and increasingly marginalised renewable energy source in Poland. The technical hydropower potential of our country (12-5-14 GWh/annum), provided mainly by our large rivers (Vistula, San, Dunajec), is utilised in less than 16 %. Yet, no large classic hydro power plant has been commissioned for 35 years now, hydropower sector is consequently removed from the strategic development plans of our country-, abandoning or postponing dramatically needed projects in the civil engineering sector results in measurable economic losses and various threats, including those of human life. The paper lists some basic arguments for hydropower installations, including advantageous economic and ecological indicators, positive influence on the electrical power system safety and the electrical power quality, numerous benefits showing no direct relevance to the power industry sector. When discussing the influence of hydropower on the natural environment, the authors emphasise amelioration and stabilisation of water relationships and the capability to reduce the possible undesired effects using techniques of the modern environmental engineering. The paper discusses some essential obstacles and opportunities for the development of hydropower in Poland and reports on numerous although not always sufficiently effective actions of NGOs and representatives of local population. The need for consequent state policy in this respect is strongly emphasised.
PL
Przedstawiono koncepcję frakcyjnej odporności kawitacyjnej materiałów, a także podstawowe zasady wyznaczania odporności kawitacyjnej materiału na poszczególne frakcje obciążenia kawitacyjnego, prognozowania krzywych erozyjnych przy zadanym obciążeniu oraz odtwarzania tego obciążenia na podstawie krzywych erozyjnych materiałów wzorcowych. Rozważania te zilustrowano wynikami analizy krzywych erozyjnych stopu aluminium (PA2) oraz żelaza Armco (E04) uzyskanych w tunelu ze szczelinowym wzbudnikiem kawitacji. Wyniki analizy wskazują jednoznacznie na prawidłowe funkcjonowanie opracowanego oprogramowania.
EN
The paper presents the concept of fractional resistance of materials, including some basic principles of determining material resistance to individual cavitation load fractions, prediction of erosion curves under predetermined cavitation load and retrieval of his load basing on errosion curves of some reference materials. The consideration is illustrated by results of analysing aluminium alloy (PA2) and Armco iron (E04) erosion curves determined in a cavitation tunnel with a slot-type cavitator. The results attained prove unambiguously correct functioning of the software developed.
PL
Podsumowano wyniki badań własnych i obcych dotyczących związku między erozją materiału a jego obciążeniem kawitacyjnym oraz własnościami mechanicznymi. Wskazano, że miarą obciążenia kawitacyjnego może być strumień energii dostarczanej do jednostkowej powierzchni materiału przez implodujące pęcherzyki i wiry kawitacyjne, wyznaczany poprzez obróbkę cyfrową sygnału uzyskiwanego z czujników ciśnienia umieszczonych w strefie kawitacyjnej. Z uwagi na jakościowe zróżnicowanie przebiegu erozji w zależności od struktury materiału i obciążenia kawitacyjnego, pożądane jest jednak prognozowanie tego zjawiska w oparciu o wcześniej wyznaczoną odporność materiału na poszczególne frakcje amplitudowe rozkładu impulsów kawitacyjnych. Podano podstawowe informacje o stanowisku laboratoryjnym i technice pomiarowej służącej do uzyskania niezbędnych w tym celu danych doświadczalnych. Przedstawiono interpretację fizyczną oddziaływania wybranych frakcji na próbki żelaza E04 (Armco) i stopu PA2 (aluminium).
EN
The results of research on correlation between erosion of materials, their cavitation load and some mechanical properties as performed by the authors of this and other papers are summarised. It is indicated that the cavitation load may be evaluated using the flux of energy transferred to a unit material surface by collapsing cavitation bubbles and vortices. This flux of energy can be determined in results of digital processing of the signal delivered by pressure pick-ups located within the cavitation zone. However, due to qualitative differentiation between erosion course depending on material structure and cavitation load, it is advisable to predict this phenomenon basing on the previously determined material resistance to the individual amplitude fractions of cavitation pulses distribution. Basic information on laboratory rig and experimental technique applied in order to acquire the necessary data is given.
15
Content available remote Problemy rozwoju energetyki wodnej
PL
Przedstawiono podstawowe informacje dotyczące rozpoznanych zasobów źródeł energii pierwotnej w Polsce i na świecie. Biorąc pod uwagę szereg wskaźników ilościowych, a także cech jakościowych wskazano na wyjątkowe walory energetyki wodnej w porównaniu z innymi źródłami energii odnawialnej. Scharakteryzowano stan i perspektywy krajowej energetyki wodnej zwracając szczególną uwagę na poważne bariery ograniczające jej rozwój do modernizacji istniejących obiektów oraz budowy małych elektrowni wodnych - zwykle przy już istniejących piętrzeniach.
EN
Some basic data on recognized resources of primary energy in Poland and worldwide are presented. By analyzing a number of quantitative indicators and some qualitative features, hydro power is proved to show exceptional merits as compared to other renewable energy sources. The current status and prospects of further development of Polish hydro power industry are discussed. Attention is driven to significant barriers limiting this development to refurbishment of existing plants and erection of small hydro power installations - usually at already existing weirs.
16
Content available remote Performance and diagnostic tests on hydraulic gensets in Polish Hydro Power Plants
EN
The paper summarises experience accumulated within the last decade resulting from an intense collaboration of the Institute of Fluid-Flow Machinery of the Polish Academy of Sciences with the Polish hydro power industry. The scope and aims of this activity are characterised on the background of extremely low percentage of utilised hydroelectric potential of Poland and a lack of significant investments in this field. Qualitative changes in the measurement and diagnostic techniques having taken place with the advent of digital data acquisition and processing systems are stressed. Experience reffering to the discharge measurement, by means of various kinds of current-meter, pressure-time and Winter-Kennedy methods are discussed. Possibility to correct roughly the cam dependence of double-regulated machines based on the measurement of pressure fluctuations in the draft tube is confirmed. Examples of utilising diagnostic signals for identification of the sources and assessment of the level of exessive loading to the guide bearing of a hydraulic turbine are discussed. Recent work on cavitation diagnostics is illustrated by historiograms of cavitation pulses taken from the draft tubes of several Kaplan turbines. Finally, case studies concerning some specific performance and dynamic features of Kaplan turbines and Francis-type pump turbines are discussed.
PL
Artykuł stanowi podsumowanie doświadczeń wynikających z prac prowadzonych w ostatnim dziesięcioleciu przez Instytut Maszyn Przepływowych PAN na rzecz polskiej energetyki wodnej. Na wstępie scharakteryzowano cele tych prac w kontekście nadzwyczaj niskiego wykorzystania dostępnych zasobów hydroenergetycznych kraju oraz braku znaczących inwestycji w tej dziedzinie. Następnie wskazano na jakościowe zmiany w technice pomiarowej i diagnostycznej związane z wprowadzeniem cyfrowej akwizycji i obróbki danych. Omówiono doświadczenia własne związane z pomiarem natężenia przepływu za pomocą różnych odmian metody młynkowej, metody Gibsona oraz metody Winter-Kennedy'ego. Potwierdzono możliwość zgubnej korekty zależności kombinatorowej maszyn o podwójnej regulacji w oparciu o pomiar pulsacji ciśnienia w rurze ssącej. Wskazano przykłady wykorzystania sygnałów diagnostycznych do identyfikacji przyczyn i oceny poziomu nadmiernych obciążeń łożyska prowadzącego turbiny. Poinformowano o pracach nad diagnostyką zjawiska kawitacji. Na zakończeniu podano przykłady zastosowania wybranych technik pomiarowych do identyfikacji szczególnych własności eksploatacyjnych turbin Kaplana i maszyn odwracalnych typu Francisa.
EN
A family of new experimental electrodes with metastable structure of the padding weld have been developed for fixing material damages caused by cavitation impingment in hydraulic machines and devices. High effectiveness of cavitation erosion repair as well as good welding features are found to be rudimentary features of the manufactured electrodes. In the paper the results of laboratory and field tests of the coatings created by means of the new electrodes are presented.
PL
W pracy scharakteryzowano rodzinę nowych elektrod tworzących metastabilną strukturę napoin przeznaczonych do napraw uszkodzeń kawitacyjnych maszyn i urządzeń hydraulicznych. Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych i wyniki trwałości napraw pokawitacyjnych turbin wodnych w elektrowniach Żydowo i Żarnowiec.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.