Title
Теоријско и експериментално истраживање расподеле губитака енергије у хидрауличним аксијалним турбинама
Creator
Božić, Ivan, 1977-
Copyright date
2012
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Датум одбране: 27.11.2012.
Other responsibilities
mentor
Benišek, Miroslav, 1946-
član komisije
Nedeljković, Miloš, 1957-
član komisije
Gajić, Aleksandar, 1950-
član komisije
Babić, Milun, 1950-
Academic Expertise
Tehničko-tehnološke nauke
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Mašinski fakultet
Alternative title
Theoretical and experimental investigation of the energy losses distribution in the hydraulic axial turbines of the energy losses distribution in the hydraulic axial turbines
Publisher
[И. Божић]
Format
PDF/A (196 listova)
description
Машинство - Хидрауличне машине и енергетски системи / Mechanical Engineering - Hydraulic machinery and energy systems
Abstract (sr)
Аксијалне хидрауличне турбине су одавно у употреби, а међу њима
посебно место заузимају пропелерне и Каплан турбине. Добре
хидродинамичке и специфичне конструктивне карактеристике омогућују
овим турбинама широку примену у областима малих специфичних радова и
великих протока, како у великим тако и у малим хидроенергетским
постројењима. Успешно конструисање оваквих турбина заснива се пре свега
на познавању структуре струјања у сваком њиховом делу, што у крајњем
случају доприноси добром сагледавању хидрауличних губитака у целом
њиховом проточном домену.
У овом раду су најпре са становишта теорије дефинисани механизми
настанка хидрауличких губитака у појединим деловима веома комплексне
геометрије струјног простора Капланове турбине. Затим су анализирани
утицаји појединих геометријских и струјних параметара на енергетске
карактеристике турбина и њихово учешће у смањењу степена корисности и
укупном енергетском билансу турбине. Веома опсежним моделским
испитивањима Капланових турбина одређене су расподеле глобалних
губитака у широкој области пропелерних и комбинаторских режима рада.
Коришћењем и двоједначинског SST и напонског SSG турбулентног модела
урађено је нумеричко истраживање и утврђени су могућност и квалитет
њихове примене за прорачун струјања кроз аксијалне хидрауличне турбине
и добијање квантитативних и квалитативних резултата за одређивање
расподеле енергетских губитака. Резултати добијени експерименталним
испитивањима искоришћени су за проверу аналитичких и нумеричких
резултата.
Урађена је расподела губитака у функцији интегралних параметара
вихорног струјања за поједине области проточног тракта. Извршена је
анализа неуниформности струјања на енергетске губитке у обртном колу
турбина. По први пут је константа у полуемпиријској формули за одређивања
секундарних губитака у обртном колу, коју је предложио Војташевски,
уведена као променљива величина. На основу нумеричких резултата урађена
је расподела релевантних појединачних губитака и добијен сводни дијаграм
њиховог учешћа у укупним губицима у целокупној радној области.
Abstract (en)
Axial hydraulic turbines have long been in use, especially including
propeller and Kaplan turbines. Good hydrodynamic and specific design features
enable the turbines to be widely used for small net heads and large discharges
operating ranges in big and small hydropower plants. Successful construction of
these turbines is based primarily on the knowledge of flow fields in all passages,
which ultimately contributes to the good perception of the hydraulic losses in its
entire flow domain.
Firstly from the theoretical standpoint, hydraulic losses mechanisms in all
parts of very complex geometry of Kaplan turbine are defined in this paper. Then,
the geometrical and flow parameters influences on the turbine energy
characteristics were analyzed and their participation in the reduction of efficiency
and overall energy balance were determined. The total losses distribution was
performed in the wide propeller and combinatory operating regimes by extensive
model tests of the Kaplan turbines. Numerical experiments were carried out using
Reynolds averaged Navier-Stokes SST as well as Reynolds stress SSG turbulence
models. By quantitative and qualitative analyzing of CFD results, the possibility of
their application to the whole domain of axial hydraulic turbine were performed,
simultaneously determining losses distribution in every turbine passage. The
experimental results were used to verify the analytical and numerical results.
Losses distributions in relation to integral parameters of swirl flow for
certain flow passages were obtained. The analysis of flow field non-uniformity
influence on the energy losses in the turbine runner was carried out. For the first
time, the constant coefficient in the Voytashevski’s semi empirical formula for
determining runner secondary losses was introduced as a variable one. Based on
the numerical results, relevant particular losses were distributed and summary
diagram of their share in total losses for the entire operating regimes obtained.
Authors Key words
хидраулична аксијална турбина, расподела губитака,
моделска испитивања, нумерички прорачун
Authors Key words
hydraulic axial turbine, losses distribution, model tests, numerical
calculation
Classification
621
Subject
Hidraulične aksijalne turbine
Type
Tekst
Abstract (sr)
Аксијалне хидрауличне турбине су одавно у употреби, а међу њима
посебно место заузимају пропелерне и Каплан турбине. Добре
хидродинамичке и специфичне конструктивне карактеристике омогућују
овим турбинама широку примену у областима малих специфичних радова и
великих протока, како у великим тако и у малим хидроенергетским
постројењима. Успешно конструисање оваквих турбина заснива се пре свега
на познавању структуре струјања у сваком њиховом делу, што у крајњем
случају доприноси добром сагледавању хидрауличних губитака у целом
њиховом проточном домену.
У овом раду су најпре са становишта теорије дефинисани механизми
настанка хидрауличких губитака у појединим деловима веома комплексне
геометрије струјног простора Капланове турбине. Затим су анализирани
утицаји појединих геометријских и струјних параметара на енергетске
карактеристике турбина и њихово учешће у смањењу степена корисности и
укупном енергетском билансу турбине. Веома опсежним моделским
испитивањима Капланових турбина одређене су расподеле глобалних
губитака у широкој области пропелерних и комбинаторских режима рада.
Коришћењем и двоједначинског SST и напонског SSG турбулентног модела
урађено је нумеричко истраживање и утврђени су могућност и квалитет
њихове примене за прорачун струјања кроз аксијалне хидрауличне турбине
и добијање квантитативних и квалитативних резултата за одређивање
расподеле енергетских губитака. Резултати добијени експерименталним
испитивањима искоришћени су за проверу аналитичких и нумеричких
резултата.
Урађена је расподела губитака у функцији интегралних параметара
вихорног струјања за поједине области проточног тракта. Извршена је
анализа неуниформности струјања на енергетске губитке у обртном колу
турбина. По први пут је константа у полуемпиријској формули за одређивања
секундарних губитака у обртном колу, коју је предложио Војташевски,
уведена као променљива величина. На основу нумеричких резултата урађена
је расподела релевантних појединачних губитака и добијен сводни дијаграм
њиховог учешћа у укупним губицима у целокупној радној области.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.