0,75? 5? Reм/Reн)
де ставлення чисел Рейнольдса в модельній і натурної гідротурбінах визначається наступним виразом:
м/Reн=(D1м? Hм)/(D1н? Hн)=(46? 4)/(70? 53,42)=0,18;
Де D1м - діаметр робочого колеса модельної гідротурбіни, D1м=46 см; н - діаметр робочого колеса натурної гідротурбіни, D1н=70 см;
Нм - натиск модельної гідротурбіни, Нм=4м;
Нн - натиск натурної гідротурбіни, Нн=53,42м.
Таким чином значення максимального ККД гідротурбіни:
? н maх=1- (1-0,918)? (0,25 + 0,75? 5? 0,18)=0,92;
Тоді поправка наведеної частоти обертання:
? n? 1=n? 1опт? [? (? Н max /? М max) - 1]=
=79? [? (0,92/0,918) - 1]=0,09 (хв - 1);
Наведена частота обертання робочого колеса натурної турбіни:
? 1н=n? 1м +? n? I=81 + 0,09=81,09 (хв - 1);
Нормальна частота обертання гідротурбіни:
=(n? Iн ?? HP)/D1=(81,09 ?? 53,42)/7=84,7 (хв - 1).
Нормальна частота обертання n повинна бути строго визначеною, тобто n=nc, де nc - синхронізована частота обертання ротора генератора, яка задовольнить умові: nc=60f/p, де f - частота змінного струму в мережі, в Росії f=50Гц; р - число полюсів генератора.
У відповідності з даним умовою приймаємо нормальну частоту обертання n=85,7 хв - 1, що відповідає p=35.
3.1.3 Перевірка правильності вибору діаметра і частоти обертання турбіни РО - 75
Після розрахунку і вибору діаметра D1 і частоти обертання n проектованої гідротурбіни необхідно переконатися в правильності обраних значень. Для цього необхідно нанести на універсальну характеристику зону роботи проектованої гідротурбіни.
Зона роботи обмежена за наведеною частоті обертання двома горизонтальними лініями, відповідним максимального і мінімального напором. Рівняння обмежувальних ліній визначаються наступними виразами:
? I м max=n? D1 /? Hmin-? n? I=85,7? 7 /? 50,75 - 0,09=84,16 (хв - 1);
n? I м min=n? D1 /? Hmax-? n? I=85,7? 7 /? 56,3 - 0,09=79,89 (хв - 1); р=n? D1 /? Hр-? n? I=85,7? 7 /? 53,42 - 0,09=81,97 (хв - 1)
де Hmin, Hmax - мінімальний і максимальний напори відповідно, Hmin=50,75 м, Hmах=56,3 м.
р=N/(9,81? D12? Hmax ?? Hmax?? н) р=198500/(9,81? 72? 56,3 ?? 56,3? 0,95 )=1,029м3/с
Наносимо на універсальну характеристику гідротурбіни обмежувальні лінії і проводимо візуальну оцінку розташування зони роботи проектованої гідротурбіни. Зона роботи повинна охоплювати центральну частину універсальної характеристики з високими значеннями ККД, з тенденцією зсуву в бік більших значень n? I.
Необхідна умова виконується.
3.1.4 Визначення розгінної частоти обертання турбіни РО - 75
Гідротурбіна при нормальній її експлуатації під навантаженням працює з нормальною синхронною частотою обертання n. Однак в аварійних ситуаціях, наприклад при раптовому відключенні генератора, несправній системі регулювання або несправному напрямному апарату, частота обертання ротора буде швидко зростати і через деякий час може досягти максимального для даної гідротурбіни значення, яке називається розгінної частотою обертання. Чим більше нормальна частота обертання, тим більше розгінна частота обертання. Розгін представляє серйозну небезпеку для агрегату, особливо для ротора генератора, маса якого в основному зосереджена в ободі, що має великий діаметр.
розгоні частоту обертання необхідно знати і враховувати:
a) при розрахунках на міцність деталей робочого колеса гідротурбіни та інших деталей, пов'язаних з валом турбіни;
b) при розрахунку на міцність ротора генератора;) при розрахунку вала агрегату на критичне число обертів.
розгоні частоту обертання натурної гідротурбіни визначають за формулою:
=n? I P ?? HР/D1;
При відсутності розгінних характеристик значення n? IP можна оцінити наближено виходячи з наступного співвідношення:
Кразг=n? IP/nI опт;
Де Кразг - коефіцієнт розгону, Кразг=1,9, тоді:
n? IP=Кразг? nI опт=1,9? 79=151,4 (хв - 1).
Тоді:
nP=n? IP ?? HР/D1=151,4 ?? 53,42/7,0=156,74 (хв - 1).
Таким чин...
