Определяне скоростта на турбината, Изграждане на работната зона на турбината на универсал
Определяне на скоростта на турбината
Скоростта на турбината (n, rpm) се определя предварително по формулата:
Където ; - приет диаметър на работното колело; - оптималната намалена честота на въртене на турбината се определя, като се вземе предвид ефектът на мащаба по формулата:
където , е максималната стойност на ефективност, съответно на естествена турбина и модел; - оптималната намалена скорост на модела.
Стойностите и се определят от универсалната характеристика и обикновено се посочват върху нея, а стойността се определя съгласно номенклатурата [14] по формулата:
тук е числото на Рейнолдс на модела и турбината и
Къде и са диаметърът и налягането на моделната турбина, които са посочени на универсалната характеристика.
По формула (7) намираме: =
По формула (6) намираме:
Съгласно формулата (5) намираме: = об./мин
Съгласно формула (4), намираме: об./мин
Синхронната скорост е честотата, която осигурява стандартната честота на променливия ток в мрежата. Синхронната скорост на турбината се определя по формулата:
Където f е честотата на променливия ток в мрежата (за България f = 50 Hz); p е броят на двойките полюси на генератора. Съгласно [15 табл. 1.6] приема n=125 rpm.
За по-нататъшни изчисления е необходимо да се намерят корекции за ефективността и за намалената скорост на въртене, като се вземе предвид стойността на ефективността и намалените обороти на пълномащабна турбина в сравнение с модела поради ефекта на мащаба. Корекцията за намаления дебит обикновено не се взема предвид.
В съответствие с препоръките на номенклатурата [13,14], изменението се определя по формулата:
По същия начин корекцията е:
По формули (9) и (10) намираме:
Корекциите, получени по формули (9) и (10), изчислени за оптималния режим, могат да се приемат еднакви за всичкирежими на работа на хидротурбината.
Изграждане на работната зона на турбината по универсалната характеристика
За да проверите избора на правилния диаметър и скорост на турбината, е необходимо да изградите работната зона на турбината по универсалната характеристика (вижте Приложение Фиг. 1). Работната зона на турбината е ограничена от намалената скорост на въртене с две хоризонтални линии (1 и 2, вижте Приложение Фиг. 1).
Тези линии съответстват на работата на хидравличната турбина при дадено минимално и максимално налягане.
Координатите (,) на точката P (виж Приложение Фиг.1), съответстваща на работата на турбината при проектната глава и дадена мощност, се определят по формулите:
Аналогично се определят координатите (, ) на точка С (виж приложение Фиг.1), съответстващи на работата на турбината при максимален напор и зададена мощност:
Във формули (12) и (13) стойността на ефективността на турбината в разглежданите режими предварително се приема равна на стойността, изчислена по формула (3), и се използва за определяне на диаметъра на работното колело. Координатите (, ) на точка А (виж Приложение Фиг.1) на универсалната характеристика съответстват на работата на турбината при минимален напор, следователно . При минимално налягане турбината не осигурява определената мощност. Следователно намаленият дебит в точка А не може да бъде намерен с формула (12) и се определя от условието за равенство на отворите на направляващата лопатка при минималното и проектното налягане.