Modelowanie obciążeń hydrodynamicznych krzywaka ssącego elektrowni wodnej

• Autorzy: Kostecki S. , Herrera-Granados O.

Warianty tytułu

EN

Modelling hydrodynamic loads acting on the draft tube of an hydroelectric powerhouse

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Bardzo ważnym elementem hydrozespołu elektrowni wodnej jest rura ssąca, której kształt w znacznym stopniu decyduje o sprawności elektrowni oraz o możliwości wystąpienia zjawiska kawitacji. W przypadku krzywaka na działanie kawitacji narażone są powierzchnie po wypukłej stronie kolana oraz wmiejscu, w którympromień krzywizny krzywaka jest najmniejszy. Oprócz zjawiska kawitacji przyczyną erozji rury ssącej może być nadmierna prędkość wody. W artykule zaprezentowano wyniki analizy numerycznej rozkładu prędkości oraz ciśnienia hydrodynamicznego w rurze krzywaka ssącego dużej elektrowni w Polsce, na podstawie rozwiązania równań dynamiki płynów Reynoldsa metodą k-ε.

EN

A very important element of a hydroelectric power is the draft tube, whose shape importantly determines the efficiency of the powerhouse and the possibility of occurrence of cavitation. In the case of cavitation within this draft tube, the surfaces that are exposed to convex sides, such as its elbow, or places where the surface curvature radius are small, are more prone to this phenomena. Apart from cavitation, another cause of erosion within the draft tube may be excessive water velocity. In this paper the authors present the results of a numerical analysis of the velocity field and hydrodynamic pressures acting on the surfaces of the draft tube of a large powerhouse in Poland. The numerical analysis is based on the Reynolds” standard k-ε model.

Słowa kluczowe

PL

elektrownia wodna; krzywak ssący; obciążenie hydrodynamiczne; przepływ turbulentny; modelowanie numeryczne

EN

hydroelectric power station; draft tube; hydrodynamic load; turbulent flow; numerical modelling

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 5
• Strony: 36--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il.

Twórcy

autor

Kostecki S.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

autor

Herrera-Granados O.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

Bibliografia

• [1] Arndt R., Cavitation in Vortical Flows, Annu. Rev. Fluid Mech. 34, (2002), 143 – 75.
• [2] Kumar P., Saini R.P., Study of cavitation in hydro turbines-A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews 14, (2010), 374 – 383.
• [3] Escalera X., Egusquiza E., Farhatb M., Avellanb F., Coussirat M., Detection of cavitation in hydraulic turbines, Mech. Sys. Signal Processing 20, (2006) 983 – 1007.
• [4] MüllerA., DreyerM., Andreini N., Avellan F., Draft tube discharge fluctuation during self-sustained pressure surge: fluorescent particle image velocimetry in two-phase flow, Exp Fluids (2013) 54: 1514.
• [5] Vučković S., Širok B., Jošt D., Bajcar T., The Identification of a Vortex in the Draft-Tube Cone of a Model Francis Turbine, Int. J. Dyn. Fluids, Vol. 3, 2 (2007), pp. 133 – 152.
• [6] Lipej A., Jošt D., Mežnar P., Djelić V., Numerical prediction of pressure pulsation amplitude for different operating regimes of Francis turbine draft tubes, Int. J. of Fluid Machinery and Systems, Vol. 2, No. 4, 2009.
• [7] Jošt D., Lipej A., Numerical Prediction of Non-Cavitating and CavitatingVortex Rope in a Francis Turbine Draft Tube, J. Mech. Eng. 57 (2011) 6, 445 – 456.
• [8] Wu Y., Liu S., Dou H., Zhang L., Simulations of unsteady cavitating turbulent flow in a Francis turbine using the RANS method and the improved mixture model of two-phase flows, Engineering with Computers (2011) 27: 235 – 250.
• [9] Wu Y., Liu J., Sun Y., Liu S., Zuo Z., Numerical analysis of flow in a Francis turbine on an equal critical cavitation coefficient line, J. Mech. Sci. Techn. 27 (6), (2013), 1635 –1641.