Σχεδίαση και πειραματική μελέτη μικρών υδροστροβίλων απλής κατασκευής

Abstract

THE AIM OF THE PRESENT THESIS IS A ACQUIRE EXPERIENCES AND KNOW-HOW, IN DESING AND CONSTRUCTION OF MODEL TURBINES SUITABLE FOR SMALL HYDROELECTRIC PLANTS. THREE DIFFERRENT TYPES OF SMALL TURBINES WERE DESIGNED, CONSTRUCTED AND TESTED SUCCESSFULLY IN THE LABORATORY. THE FIRST MODEL WAS A BANKI TURBINE WITH NOMINAL POWER 24KW AND RUNNER DIAMETER 500MM. FOR THE FLOW CONTROL TWO DIFFERENT GUIDE VANES SYSTEMS WERE USED. THE FIRST ONE WAS THE "SECTOR" TYPE WITH A TOTALEFFICIENCY 76% THE ADDITION OF TWO STEADY GUIDE VANES, FOR BETTER LEADING OFTHE FLOW TOWARDS THE RUNNER, RISES THE MACHINE EFFICIENCY ABOUT 1.5% ALTHOUGH, THE "BUTTERFLY" GUIDE VANE PROVED MORE SUITABLE WITH AN EFFICIENCY OF 80% THE SECOND MODEL WAS A "FRANCIS" TYPE TURBINE CONSISTED OF PARTS OF NORMAL PUMPS. A GUIDE VANE RING WAS ADDED BETWEEN THE SPIRAL CASE AND THE RUNNER. THE CONSTRUCTED MACHINE OPERATED NORMALLY AS A WATER TURDINE OF NOMIMAL POWER 2.5KWAND TOTAL EFFICIENCY 71% THE THIRD MODEL WAS AN AXIAL TUBE "S" TYPE TURBINE WITH THE "S" SHAPE UPSTREAM THE RUNNER. THE NOMINAL POWER WAS 75KW AND THE EXTERRNAL RUNNER DIAMETER 350MM. THE MODEL WAS EQUIPPED WITH FIVE ADJUSTABLE RUNNER BLADES AND EIGHTEEN WICKED GATES. THE TOTAL EFFICIENCY WAS 87.5% IN ORDER TO OPTIMIZE THE FLOW CONDITIONS IN THE RUNNER'S ENTRANCE, DUE TO DIFFERENT AXIAL VELOCITIES OF THE UPPER AND LOWER PARTS OF THE TURBINE, WE UNDERTOOK A GRADUAL CHANGING OF THE INITIAL WICKED GATES'ANGLE. THIS HAD AS A RESULT THE INCREASE OF THE MACHINE'S TOTAL EFFICIANCY ABOUT 2.25% AT THE NOMIMAL OPERATION POINT.

Ο ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΑΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΙΝΑΙ Η ΑΠΟΚΤΗΣΗ ΕΜΠΕΙΡΙΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΓΝΩΣΙΑΣ ΣΤΗΝ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΩΝ ΚΑΤΑΛΛΗΛΩΝ ΓΙΑ ΜΙΚΡΑ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΕΡΓΑ. ΣΧΕΔΙΑΣΤΗΚΑΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΘΗΚΑΝ ΚΑΙ ΔΟΚΙΜΑΣΤΗΚΑΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΑ ΤΡΕΙΣ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΩΝ. ΤΟ ΠΡΩΤΟ ΗΤΑΝ ΕΝΑ ΜΟΝΤΕΛΟ ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΥ BANKI ΟΝΟΜΑΣΤΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣ 24KW ΚΑΙ ΔΙΑΜΕΤΡΟΥ ΔΡΟΜΕΑ 500MM. ΔΟΚΙΜΑΣΤΗΚΑΝ ΔΥΟ ΤΥΠΟΙ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΩΝ ΠΤΕΡΥΓΙΩΝ. ΤΟ ΠΡΩΤΟ ΤΥΠΟΥ "ΤΟΜΕΑ" ΕΙΧΕ ΟΛΙΚΗ ΑΠΟΔΟΣΗ 76%. Η ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΔΥΟ ΣΤΑΘΕΡΩΝ ΟΔΗΓΩΝ ΠΤΕΡΥΓΙΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΛΥΤΕΡΗ ΟΔΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΑΥΞΗΣΕ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΗΣ ΚΑΤΑ 1.5%. ΕΝ ΤΟΥΤΙΣ ΤΟ ΑΛΛΟ ΤΥΠΟΥ "ΠΕΤΑΛΟΥΔΑ" ΑΠΟΔΕΙΧΘΗ ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΤΕΡΟ ΦΘΑΝΟΝΤΑΣ ΣΕ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟ 80%. ΤΟ ΔΕΥΤΕΡΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΗΤΑΝ ΕΝΑΣ ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ ΤΥΠΟΥ "FRANCIS", ΠΟΥ ΑΠΟΤΕΛΕΙΤΟ ΑΠΟ ΤΜΗΜΑΤΑ ΚΑΝΟΝΙΚΩΝ ΑΝΤΛΙΩΝ. ΜΕ ΤΗΝ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΣΤΕΦΑΝΗΣ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΩΝ ΠΤΕΡΥΓΙΩΝ, ΜΕΤΑΞΥ ΔΡΟΜΕΑ ΚΑΙ ΣΠΕΙΡΟΕΙΔΟΥΣΚΕΛΥΦΟΥΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΘΗΚΕ ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ ΟΝΟΜΑΣΤΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣ 2.5KW ΚΑΙ ΟΛΙΚΟ ΒΑΘΜΟ ΑΠΟΔΟΣΗΣ 71%. ΤΟ ΤΡΙΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΗΤΑΝ ΕΝΑΣ ΑΞΟΝΙΚΟΣ ΣΩΛΗΝΩΤΟΣ ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ ΤΥΠΟΥ "S" ΜΕ ΤΗΝ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ "S" ΑΝΑΝΤΙ ΤΟΥ ΔΡΟΜΕΑ. Η ΟΝΟΜΑΣΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ ΗΤΑΝ 75KWΚΑΙ Η ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΤΟΥ ΔΡΟΜΕΑ 350MM. ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΗΤΑΝ ΕΦΟΔΙΑΣΜΕΝΟ ΜΕ ΠΕΝΤΕ ΡΥΘΜΙΖΟΜΕΝΑ ΠΤΕΡΥΓΙΑ ΣΤΟΝ ΔΡΟΜΕΑ ΚΑΙ ΔΕΚΑΟΚΤΩ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΑ ΠΤΕΡΥΓΙΑ. Η ΟΛΙΚΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΗΤΑΝ 87%. ΜΕ ΣΚΟΠΟ ΤΗΝ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΡΟΗΣ ΣΤΗΝ ΕΙΣΟΔΟ ΤΟΥ ΔΡΟΜΕΑ, ΛΟΓΩ ΤΩΝ ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΜΕΝΩΝ ΑΞΟΝΙΚΩΝ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΣΤΟ ΑΝΩ ΚΑΙ ΚΑΤΩ ΤΜΗΜΑ ΤΟΥ ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΥ, ΕΠΙΧΕΙΡΗΘΗΚΕ ΜΙΑ ΣΤΑΔΙΑΚΗ ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΑΡΧΙΚΗΣ ΓΩΝΙΑΣ ΣΦΗΝΩΣΗΣ ΤΩΝ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΩΝ ΠΤΕΡΥΓΙΩΝ ΠΟΥ ΒΕΛΤΙΩΣΕ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΚΑΤΑ 2.25% ΣΤΟ ΚΑΝΟΝΙΚΟ ΣΗΜΕΙΟ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ.