Measuring Stand Tests of a Michell-Banki Water Turbine Prototype, Performed under Natural Conditions

• Autorzy: Zdrojewski W.

Warianty tytułu

PL

Badania stoiskowe prototypu turbiny wodnej Michell-Banki w warunkach naturalnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the result of tests of a single segment of a prototype water turbine, performed in order to determine its shaft power output as a function of rpm, and to verify the declared performance. The results have been compared with the outcomes of numerical calculations performed, for the same conditions, with the use of FLUENT software. The work presents information of crucial importance for presenting the process of testing the piece in question, such as: test environment, properties of the test piece, testing equipment used, as well as the methodology and the course of hydromechanical measurements, along with the characteristics of the results obtained. Then, the measurement results are discussed and analyzed. Conclusions are presented as well. Analysis of the results, taking into consideration the physical image of phenomena occurring in the case of flow-devices, such as water turbines, has made it possible to define other, important characteristics of the turbine, such as: output, shaft torque and efficiency, as a function of rpm and head of turbine. Test results have confirmed the expected mechanical and power-related properties of the turbine and have proved the numerical flow modeling model used effective. A brief description of the prospects concerning new applications of the turbine discussed has been presented as well.

PL

Praca przedstawia wyniki badań jednego segmentu prototypu turbiny wodnej przeprowadzone w celu określenia charakterystyk jej wyjściowej mocy na wale w funkcji obrotów i sprawdzenia deklarowanych parametrów użytkowych. Porównano je z wynikami obliczeń numerycznych z zastosowaniem oprogramowania FLUENT dla takich samych warunków. W pracy zawarto istotne informacje niezbędne dla prezentacji procesu badań omawianego obiektu takie jak: okoliczności tych badań, własności obiektu badań, zastosowaną aparaturę badawczą, a także metodę oraz przebieg pomiarów hydromechanicznych wraz z własnościami ich rezultatów. Następnie omówiono uzyskane wyniki pomiarów oraz ich analizę i wnioski z niej wynikające. Analiza wyników, z uwzględnieniem obrazu fizycznego zjawisk występujących w przypadku urządzeń przepływowych takich jak turbiny wodne, pozwoliła na określenie innych istotnych charakterystyk pracy turbiny czyli: wydatek, moment na wale oraz sprawność w funkcji prędkości obrotowej i spadu. Wyniki badań potwierdziły przewidywane własności mechaniczne i energetyczne turbiny oraz wykazały skuteczność zastosowanego numerycznego modelowania przepływów.

Słowa kluczowe

EN

turbine geometry; hydromechanical measurements; water head; shaft power output; flow rate; turbine efficiency

PL

geometria turbiny; pomiary hydromechaniczne; spad wody; moc na wale; wydatek wody; sprawność turbiny

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 2 (251)
• Strony: 84--102
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fot., rys., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Zdrojewski W.

• Energy Conversion Department, Institute of Aviation, al. Krakowska 110/114, 02-256 Warsaw

Bibliografia

• [1] Breslin W. R., 1985, “Small Michel Banki Turbine: A Constructional Manual”, Volunteers in Technical Assistance, Mt. Rainier, Maryland, USA.
• [2] Gnarowski W. i Zespół BP-P1, 2008, „Raport. Badania stoiskowe modelu turbiny Banki” (“Stand tests of the Banki turbine model. Report”), IoA Report, No. 174/BP1 - SR/08, Warsaw.
• [3] Gnarowski W. i Zespół BP-P1, 2009, „Analiza wyników prób modelowych turbiny Banki” (“The Banki turbine model tests results analysis”), IoA Report, No. 173/BP1 - AA/09, Warsaw.
• [4] Zalewski W., 2009, „Optymalizacja konstrukcji i osiągów turbiny wodnej przy wykorzystaniu metod obliczeniowej mechaniki płynów CFD” (“Optimization of a water turbine construction and performance using methods computational fluid mechanics CFD”), Transactions of the Institute of Aviation, No. 202, pp. 180-187.
• [5] Zalewski W., 2010, „Analiza przepływu przez model turbiny wodnej typu Michell-Banki. Dodatek B. Analiza wariantu z uproszczonym kanałem dolotowym i poziomym kanałem wylotowym dla spadków wody 1000, 1500 i 2000 mm” (“Flow analysis by a Michell-Bank water turbine model. Appendix B. Analysis of the variant with a simplified inlet channel and a horizontal outlet channel for 1000, 1500 and 2000 mm water heads”), IoA Report, No. 6/BA-A2/11/P, Warsaw.
• [6] Zdrojewski W., 2010, „Badania eksperymentalne modelu turbiny wodnej typu Michell-Banki” (“Experimental tests of the Banki water turbine type model”), Transactions of the Institute of Aviation, No. 206, pp. 141-149.
• [7] Gnarowski W. and BP-P1 Team, 2010, „Badania stoiskowe prototypu turbiny Michell-Banki w warunkach naturalnych” (“Stand tests of the Banki turbine prototype in natural conditions”), IoA Report, No. 188/BP1 - SW/10, Warsaw.
• [8] Gnarowski W. and BP-P1 Team, 2010, „Raport. Dobór i badania materiałów pod kątem stabilności własności użytkowych dla podzespołów turbiny wodnej” (“Selection and testing of materials in terms for useful property stability of water turbine components”) IoA Report, No. 187/BP1 - SR/10, Warsaw.
• [9] Gnarowski W. and BP-P1 Team, 2010, „Raport końcowy z realizacji projektu celowego” (“Final report on the realizatation of the targeted project”), Warsaw.
• [10] Prosnak W. J., 1970, „Mechanika Płynów” (“Fluid Mechanics”) , T.1, part III, p.3.5, PWN, Warsaw.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).