1 Определение конструктивных параметров поперечно - струйной турбины

1.1 Наружный диаметр колеса турбины, м

(1)

1.2 Ширина рабочего колеса турбины, м

(2)

1.3 Ширина направляющего аппарата, м

(3)

1.4 Высота направляющего аппарата, м

(4)

где φ – коэффициент скорости, φ = 0,98.

1.5 Частота вращения рабочего колеса, мин^-1

(5)

1.6 Нехватка воды на пятом месяце

м³/с, (6)

м³ (7)

1.7 Нехватка воды на шестом месяце

м³/с (8)

м³ (9)

1.8 Полный запас воды, м³

(10)

2. Определение количества вырабатываемой энергии за год

2.1 Мощность турбины Р_m определяется по номограмме в зависимости от напора и расхода воды

1. Расход воды Q_н = 0,1 м³/с

2. Скоростной напор Н_c = 27 м

Исходя из графика работы турбины, мощность турбины:

Р_m = 15кВт.

2.2 Выбор генератора, кВт

(11)

;

;

Исходя из данных полученных при расчете гидротурбины выбрали асинхронный двигатель марки А132М4.

Технические характеристики:

Мощность =11 кВт

Синхронная частота вращения 1500 об./мин.

;

;

Коэффициент скольжения, S = 0.03

Расшифровка маркировки:

- "А" - асинхронный двигатель,

- "И" - Интерэлектро,

- "Р" - привязка мощностей к установочным размерам в соответствии с РС-3031-71 ("C" - в случае привязки по нормам CENELEK),

- 132 - высота оси вращения (габарит),

- М установочный размер по длине станины,

4 - число полюсов,

; об/мин;

Исходя из этого применять редуктор – нецелесообразно. В этом случае можно изменить диаметр турбины, тем самым подогнать частоту вращения рабочего колеса: D = 0,1423 м;

2.4 Количество вырабатываемой энергии

(13)

3 Определение технологических параметров поперечно - струйной турбины

При строительстве безнапорного участка деривации очень важен выбор уклона i дна канала, от которого зависит скорость потока воды в нем. При малых скоростях потока может заилиться или зарасти водовод, а в зимнее время - образоваться шуга, ледяной покров и возникнуть заторы.

Заиление, шуга, лед, как правило, не возникают при скоростях воды, м/с

где t_H - расчетная минимальная температура наружного воздуха, °С.

t_H = - 35 °С – для города Уфы Республики Башкортостан.

В то же время, при больших скоростях воды на­блюдаются значительные потери напора, а, следовательно, и мощности ГЭС. Поэтому скорость водотока в деривации должна быть от 1,0 до 1,5 м/с.

(14)

Принимаем м/с.

3.1 Определяем площадь живого сечения

(15)

3.2 Находим сторону смоченной поверхности

(16)

3.3 Смоченный периметр

(17)

3.4 Гидравлическим радиусом

(18)

3.5 Коэффициент Шези

(19)

n — коэффициент шероховатости, который для бетонных лотков можно принять 0,012...0,014.

y - показатель степени, зависящий от величины коэффициента шероховатости и гидравлического радиуса:

3.6 Необходимый уклон канала определяют по формуле Шези

(20)

3.7 Потери напора на безнапорном участке водовода

(21)

где L — длина водовода, м

3.8 Длина напорного участка, м

(23)

3.9 Диаметр напорного трубопровода

(24)

Таблица для гидравлического расчета стальных водопроводных труб в зависимости от расхода:

Q=100л/сек	dтр=200	dтр=250	dтр=300
v, м/сек	2,91	1,88	1,32

Потери напора (м) на напорном участке водовода, а также в гибких напорных трубопроводах транспортабельных ГЭС можно приближенно рассчитать по формуле

(25)

где - коэффициент трения воды о стенки труб (0,02...0,03);

Q - действительный расход, м³/с;

d - диаметр трубопровода, м

м;

м;

м;

На напорных трубопроводах могут также возникнуть значительные местные потери, вызванные резкими поворотами, неисправностью задвижек и т.п. Их величину (м) можно определить из выражения:

(26)

Где f – коэффициент местного сопротивления ( для задвижек = 0,5, для закругленного на 90° колена = 0,3).

м;

м;

м;

Для колена 90°

м;

м;

м;

Суммарные местные потери:

м;

м;

м;

Суммарный напор:

м; водоприёмник

м;

м;

Ра

По результатам выполненных расчетов выбираем скорость напорного участка трубопровода равной v_н=2,91м/с с учетом потерь и диаметра трубы:

Принимаем стандартный диаметр d=250мм.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной расчетно-графической работе был произведён расчёт конструктивных и технологических параметров поперечно-струйной турбины, водоводов и водоприёмника, количество вырабатываемой электроэнергии за год и объём плотины для гидроэлектростанции, работающей при расходе воды Q_н=0,1м/c² и скоростном напоре сопла Н_с=27м. Станция эксплуатируется в течение 6 месяцев в летний период. Максимальный начальный дебит реки Q_max = 1,3Q_н, а минимальный конечный – Q_min = 0,8Q_н. Длина безнапорного участка L_б=41м, угол наклона напорного водовода α = 60⁰. Для рассчитываемой станции подобрал электрогенератор.

Параметры поперечно-струйной турбины:

1. Наружный диаметр колеса турбины: 0,1423 м

2. Ширина рабочего колеса турбины: 0,33 м

3. Ширина направляющего аппарата: 0,26 м

4. Высота направляющего аппарата: 0,017 м

5. Частота вращения рабочего колеса: 1570 мин^-1

6. Мощность турбины Р_m = 15кВт

Параметры электрогенератора марки А132М4:

1. Мощность =11 кВт

2. Синхронная частота вращения 1500 об./мин.

Количество вырабатываемой энергии 47520кВт*ч

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гидроэнергетические станции / под ред. Карелина В .Я., Кравченко Г.Н./-М.: Энергоатомиздат, 1989. - 248 с.

2. Кораблев А.Д. Экономия энергоресурсов в сельском хозяйстве. - М.: Агропромиздат, 1988. - 268 с.

3. СТО 0493582-003-2010 Стандарт организации

4. Методические указания по выполнению контрольной работы [Текст] – Уфа.: БГАУ, 2010. – 16с.

Размещено на Allbest.ru