Design modification of water wheel turbine with various configuration variations

• Autorzy: Firman Firman , Yunus Mohammed Yusuf , Anshar Muhammad , Hamzah Nur , Klistafani Yiyin , Djalal Muhammad Ruswandi

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.06.46

Warianty tytułu

PL

Modyfikacja projektu turbiny koła wodnego z różnymi wariantami konfiguracji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

One of the obstacles in the open loop cooling system is that the seawater that will be discharged back to the source does not meet the requirements for the quality standards for generation wastewater. So that the waste water pit requires a long channel construction. The construction of a long waste water pit channel is needed so that convectional heat transfer occurs in the channel to achieve the temperature requirements of the generated waste water, which is around 30o C. In this study, 4 fin configuration variations were used, namely: Ʌ-shaped four-angled fins, V-shaped four-angled fins, two parallel transverse four-angled fins (═), and two parallel four-pointed fins longitudinally (||) . With open channel dimensions of 7 m × 0.1 m × 1.3 m and the dimensions of the water wheel turbine model, namely diameter: 0.4 m, blade size: 0.8 × 0.8 m and a total of 16 blades. Based on the research results it is known that the type of fin that has the ability to reduce temperature quickly is the type of two fins with four parallel transverse angles with a temperature drop of 5.56o C with a tilt position of 0o , while the temperature drop with a tilt position of 30o is 4.54o C. However, this type of fin generates little power because the water that hits the turbine blades will be accommodated on the inside of the turbine fin even by utilizing a large discharge. The type of fin that produces the highest efficiency (%) and output power (Watts) is the type of two parallel four-angled longitudinal fins (||) with the highest efficiency value of 61.71% on a slope of 0o C and 84.95% on a slope of 30o C in order to obtain the greatest output power of 0.48 Watt at a slope of 0 o C and 0.56 Watt at a slope of 30o C.

PL

Jedną z przeszkód w systemie chłodzenia z obiegiem otwartym jest to, że woda morska, która będzie odprowadzana z powrotem do źródła, nie spełnia wymagań norm jakościowych dla wytwarzania ścieków. Aby studzienka ściekowa wymagała budowy długiego kanału. Konieczna jest budowa długiego kanału ściekowego, aby w kanale następowała konwekcyjna wymiana ciepła w celu osiągnięcia wymaganej temperatury wytwarzanych ścieków, która wynosi około 30oC. W tym badaniu zastosowano 4 warianty konfiguracji płetw, a mianowicie: czterokątne płetwy w kształcie Ʌ, czterokątne płetwy w kształcie litery V, dwie równoległe poprzeczne czterokątne płetwy (═) i dwie równoległe czteroramienne płetwy wzdłużnie (| |) . O wymiarach otwartego kanału 7 m × 0,1 m × 1,3 m oraz wymiarach modelu turbiny koła wodnego, a mianowicie średnicy: 0,4 m, wielkości łopatek: 0,8 × 0,8 m i łącznie 16 łopatek. Na podstawie wyników badań wiadomo, że typem płetwy, który ma zdolność szybkiego obniżania temperatury jest typ dwóch płetw z czterema równoległymi kątami poprzecznymi o spadku temperatury 5,56oC przy pozycji pochylenia 0o, natomiast spadek temperatury przy pozycji pochylenia 30o wynosi 4,54oC. Jednak ten typ płetwy generuje niewielką moc, ponieważ woda, która uderza w łopatki turbiny, będzie zatrzymywana po wewnętrznej stronie płetwy turbiny, nawet przy dużym wypływie. Typ płetwy, który zapewnia najwyższą wydajność (%) i moc wyjściową (W) to typ dwóch równoległych, czterokątnych podłużnych płetw (||) o najwyższej wartości sprawności 61,71% na zboczu 0oC i 84,95% na zboczu nachylenie 30oC w celu uzyskania jak największej mocy wyjściowej 0,48 W przy nachyleniu 0 oC i 0,56 W przy nachyleniu 30oC.

Słowa kluczowe

EN

blade; water wheel turbine; efficiency; output power; configuration

PL

łopata; turbina koła wodnego; wydajność; moc wyjściowa; konfiguracja

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 6
• Strony: 230--236
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Firman Firman

• State Polytechnic of Ujung Pandang

autor

Yunus Mohammed Yusuf

• State Polytechnic of Ujung Pandang

autor

Anshar Muhammad

• State Polytechnic of Ujung Pandang

autor

Hamzah Nur

• State Polytechnic of Ujung Pandang

autor

Klistafani Yiyin

• State Polytechnic of Ujung Pandang

autor

Djalal Muhammad Ruswandi

• State Polytechnic of Ujung Pandang

Bibliografia

• [1] M. Marhatang and M. R. Djalal, "Optimal economic dispatch using particle swarm optimization in Sulselrabar system,"IAES International Journal of Artificial Intelligence, vol. 11, no. 1, pp. 221-228, 2022.
• [2] T. SZUL, "Evaluation of energy and economic efficiency of selected heating systems using electricity," PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, vol. 12, pp. 250-253, 2022.
• [3] D. Kumar, R. A. Memon, A. G. Memon, I. A. Tunio, A. J. M. U. R. J. o. E. Junejo, and Technology, "Impact of Auxiliary Equipments’ Consumption on Electricity Generation Cost in Selected Power Plants of Pakistan," vol. 36, no. 2, pp. 419-436, 2017.
• [4] B. Wang and Y.-z. Zhao, "Study on Condition Monitoring and Evaluation of Auxiliary Engine of Steam Turbine Based on Matter-element Theory," IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, vol. 189, no. 5, p. 052028, 2018/11/01 2018.
• [5] A. K. Hossain, D. I. Smith, P. A. J. J. o. S. D. o. E. Davies, Water, and E. Systems, "Effects of engine cooling water temperature on performance and emission characteristics of a compression ignition engine operated with biofuel blend," vol. 5, no. 1, pp. 46-57, 2017.
• [6] F. Firman, R. D. Muhammad, K. Aznia, H. Taufiq, U. J. A. J.o. B. Fadilatul, and A. Sciences, "Water Wheel Turbine Performance as a Power Plant in Waste Water Pit PLTU System," vol. 2021, pp. 16-23, 2021.
• [7] P.-L. J. C. R. M. Viollet, "From the water wheel to turbines and hydroelectricity. Technological evolution and revolutions," vol. 345, no. 8, pp. 570-580, 2017.
• [8] E. Quaranta, R. J. R. Revelli, and S. E. Reviews, "Gravity water wheels as a micro hydropower energy source: A review based on historic data, design methods, efficiencies and modern optimizations," vol. 97, pp. 414-427, 2018.
• [9] M. H. Nguyen, H. Jeong, and C. J. S. C. T. S. Yang, "A study on flow fields and performance of water wheel turbine using experimental and numerical analyses," vol. 61, no. 3, pp. 464-474, 2018.
• [10] A. Zaman, T. J. J. B. S. Khan, and Technology, "Design of a water wheel for a low head micro hydropower system," vol. 1, no. 3, pp. 1-6, 2012.
• [11] Y. Klistafani, Firman, M. Anshar, and M. Yunus, "Assessment of various water wheel types to improve wastewater pit performance," in AIP Conference Proceedings, 2022, vol. 2543, no. 1, p. 060003: AIP Publishing LLC.
• [12] T. Hidayatullah and K. Aznia, "Analysis of the Performance of a Water Wheel Turbine with Dual Functions as a Power Generator and Agitator," Bachelor, Mechanical Engineering, Politeknik Negeri Ujung Pandang, Makassar, 2019.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).