Въведение
Изчерпването на запасите от органично гориво на планетата постави остро въпроса за търсене на нови технологии за производство на електроенергия. Един от пътищата за решаване на този проблем е разработването на ефективни системи за усвояване енергиията на свободните водни течения (в реките, моретата и океаните) чрез т.нар. хидрокинетични (проточни) турбини.
Схема на стенда
На фиг.1 е показана принципна схема на стенда.
Фиг.1. Схема на стенда
Скоростта на свободното течение на входа на турбината се осигурява от центробежната помпа 3, тип META 150-NHD-400-38-YC-20-09, производство на фирмата Sigma Olomouc (Чехия).
Фиг.2. Калиброван канал |
Тя се задвижва от асинхронния електродвигател 4. Помпата засмуква вода от основния резервоар 1 през смукателния тръбопровод 2 с диаметър 200mm и нагнетява в напорния тръбопровод 5 с диаметър 300/250mm. На изхода на помпата е монтиран иглен затвор 6, с който могат да се регулират параметрите й. Водата постъпва в успокоителната шахта 7, след което преминава в канала 8, който е с правоъгълно напречно сечение (1х1m) и дължина 10m. В началото на канала е инсталиран ускорител на течението 9, който се захранва от едностъпална центробежна помпа 10 тип 6Е50 на ВИПОМ (Видин). Съоръжението е снабдено с 11 дюзи, чийто брой и разположение може да се променя. Изменението на скоростта на течението в канала се осъществява чрез регулиране параметрите на помпата 10 или чрез броя на включените дюзи. Разположението на дюзите е дава възможност да се постигне по-голяма равномерност на скоростното разпределение на течението преди изпитваната турбина.
За създаването на едни и същи условия при изпитването на различни хидрокинетични турбини, както и за ускоряване на течението в зоната на турбината е предвиден калиброван участък с постоянна широчина и достатъчна (за осигуряването на стабилни условия по време на изпитването) дължина – фиг.2. Съоръжението се монтира в канала, като широчината му може да се променя в зависимост от стойността на основния диаметър на работното колело на изпитваната турбина.
В сечение, разположено непосредствено след моделната турбина е монтирана измервателната система 21. С нейна помощ се измерва скоростното разпределение в сечението, в което е разположена турбината (по време на измерването турбината е извън канала). Системата позволява преместването и фиксирането в произволна точка на анемометъра 11. Стендът разполага с два анемометъра: хидрометрично витло и ултразвукова система тип VP002/10 на фирмата Mainstream (UK).
 Фиг.3. Моделен блок |
В края на канала 8 е разположена преливна стена, през която водата пада в шахтата 12 и по тръбопровода 13 се връща в основния резервоар 1. Нивото на водата в канала се измерва с помощта на ултразвуков нивомер 14.
Моделен блок
По принцип на стенда могат да бъдат изпитвани различни конструкции хидрокинетични турбини с хоризонтален и вертикален вал. В конкретния случай турбината е с вертикален вал, класическа конструкция на Darrieus (H-type). Характерна особеност на конструкцията е възможността за монтиране на работни лопатки с различен брой и форма, като ъгълът на поставянето им в решетката на работното колело може да се променя в широки граници.
Лагерното тяло на турбината е конструирано по начин, който позволява изолиране и отделно измерване на момента от триене в лагерите, каквито са изискванията за изпитване на конвенционални водни турбини, съгласно със стандарт 60193 на IEC. Това е много съществен въпрос в случая предвид сравнително ниските стойности на ефективната мощност.
Натоварването на вала се осъществява посредством електромагнитна спирачка 15, доказала своята ефективност при използването й на стенд №7С (вятърни двигатели с вертикална ос) в лаборатория ХЕХТ.
Турбината е монтирана върху рама. Положението й може да се изменя спрямо оста но канала по широчина и височина. Предвидена е възможност и за промяна на положението на оста на вала на турбината спрямо вертикалата.
На фиг.3 е показан моделния блок на стенда |
СТЕНД №8: ХИДРОКИНЕТИЧНИ ТУРБИНИ