Рябова С. О. Гідродинамічне удосконалення поворотно-лопатевої гідротурбіни на основі використання просторового профілювання лопатей робочого колеса

Об'єкт дослідження - гідродинамічні процеси в проточній частині низьконапірної осьової гідротурбіни. Мета дослідження - покращення енергетичних характеристик проточної частини низьконапірної осьової гідротурбіни за рахунок просторового профілювання лопатей робочого колеса. Методи дослідження. У роботі використовувалися чисельні та експериментальні методи дослідження. Математичне моделювання гідродинамічних процесів в проточних частинах низьконапірних осьових гідротурбін здійснювалося із застосуванням методів обчислювальної гідрогазодинаміки, які реалізовані в програмному комплексі IPMflow. Експериментальні дослідження виконувалися на енерго-кавітаційному стенді спеціального конструкторського бюро "Турбогідромаш" ПАО "Турбоатом" (м. Харків). Теоретичні і практичні результати: 1. Запропоновано метод просторового профілювання лопатей робочих коліс, заснований на застосуванні складних осьових, окружних і комбінованих навалів, що дозволяє підвищити якість проектування та ефективність проточних частин осьових гідротурбін. 2. Для використання при проектуванні та модернізації осьових гідротурбін встановлено закономірності впливу навалів лопатей робочих коліс на структуру потоку та гідродинамічні характеристики в широкому діапазоні режимних пара-метрів, які складають основу подальшого удосконалення проточної частини. 3. Розроблено варіант робочого колеса з комбінованим навалом лопатей з покращеними енергетичними показниками, який планується використати при модернізації гідротурбін Кременчуцької ГЕС. 4. Результати дисертаційного дослідження використовуються в ПАТ "Турбоатом" при розробці проточних частин низьконапірних осьових гідротурбін. Наукова новизна: отримало подальший розвиток дослідження впливу параметрів потоку на вході в розрахункову область на характеристики проточної частини, встановлено діапазон режимів роботи низьконапірної вертикальної осьової турбіни, при яких забезпечується рівномірний розподіл гідродинамічних величин в окружному на-прямку на вході в робоче колесо; вперше запропоновано підхід до просторового профілювання лопатей ро-бочих коліс осьових гідротурбін, заснований на застосуванні складних навалів в осьовому й окружному напрямках, який дозволяє покращити енергетичні харак-теристики проточної частини низьконапірної осьової гідротурбіни; вперше встановлено закономірності впливу окружних і осьових навалів лопатей робочих коліс осьової гідротурбіни на структуру потоку та інтегральні енергетичні показники, що використовуватимуться при проектуванні та модерні-зації проточних частин. Впровадження: ПАТ "Турбоатом", м. Харків. Сфера використання: гідротурбінобудування