СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ, ВЫЗВАННЫХ СПИРАЛЬНО-ВИХРЕВЫМИ СТРУКТУРАМИ В ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ МОДЕЛИ ГИДРОТУРБИНЫ

D Suslov,I Litvinov,E Gorelikov

doi:10.14529/power210306

Abstract

The paper studies the pressure pulsations in the hydraulic turbines flow section arise as a result of vortex structures in non-optimal hydraulic turbine operation regimes. The authors directly compare the approaches to the extraction of synchronous and asynchronous components in pressure pulsation signals, as well as using the decomposition into azimuthal modes. Pressure pulsations were measured using four acoustic sensors while varying the operating regimes of the hydraulic turbine model. The pressure pulsations were compared for the shallow draft tube and the deep draft tube of the hydraulic turbine. It is shown that the level of pressure pul-sations is the same for two types of draft tubes. There is no methodological difference in the application of the two approaches to the extraction of pressure pulsations in the flow. The results shall be applicable in the de-velopment of new methods for suppressing spiral-vortex structures in non-optimal regimes of operation of hydraulic turbines in order to increase their overall efficiency.

Highlights

Введение Гидроэлектростанции являются наиболее подходящим возобновляемым источником энергии, который обеспечивает возможность гибкого управления выработкой электроэнергии
Явление прецессирующее вихревое ядро спиральной формы (ПВЯ) можно описать как когерентную вихревую структуру, подобную штопору, которая спускается с тела обтекания турбины и извивается в осевом направлении расширяющейся поворотной проточной части гидротурбины
Целью настоящей работы является сравнение двух методических подходов по выделению синхронной и асинхронной составляющих пульсаций давления, а также с использованием азимутальной моды m = 1, соответствующей ПВЯ

Summary

Introduction

Введение Гидроэлектростанции являются наиболее подходящим возобновляемым источником энергии, который обеспечивает возможность гибкого управления выработкой электроэнергии. Экспериментальные исследования ПВЯ являются трудной задачей как из-за сложной геометрии поворотной части отсасывающей трубы, так и из-за условий кавитации. Частоту и амплитуду прецессирующего вихря можно определить экспериментально с помощью датчиков давления, расположенных на стенках проточной части гидротурбины.

Results

Conclusion