Цитата: НикВик от 30.03.2010 21:15:46
Я надеюсь далее на "цифрах" доказать, что вода в ГА СШ разгоняется максимум до скорости падения с высоты метров 100, так что мощность входного потока перед вертушкой делится примерно пополам между кинетической и потенциальной частями
формулы W = M*V*V/2 + Q*p..... (*)
Вот данные из Брызгалова:
Вода подводится к турбинам по водоводам с диаметром 7,5м, S=44кв.м (по водоводу вода движется медленно, 7.4м/с для расхода 325.4куб/с).
В таблице 47 (испытания ГА10) выбрал режим наибольшего КПД, 95,80%:
Н=212,74м, W=650,5Мвт(мощность на валу турбины), Q=325,4куб/с.
Известно, что турбина крутится, делая 50/21 оборот в секунду, т.е. w~15/сек.
Мощность с угловой скоростью дают момент гидро-сил, действующих на турбину: 650,5Мвт/(15/сек) ~43.4МН*м
По Эйлеру (с его турбинной формулой), этот момент равен разности потоков моментов импульса на входе и выходе турбины. Блох отлавливать не буду - выходной импульс сочту несущественным из-за высокого КПД.
Вход воды в "вертушку" приближённо является боковой поверхностью цилиндра высотой 1.2м и радиусом 3.2 - с площадью 24кв.м. Вместе с расходом 325,4куб/с это сразу даёт 13.5м/с для средней радиальной скорости, Vr.
Для подсчёта тангенциальной составляющей, Vt, воспользуемся "изюминкой" Эйлера: момент = масс._расход * радиус * Vt.
Vt=43.4МН*м / (325,4т/с*3.2м) = 41.2м/с.
Теперь можно оценить и горизонтальную скорость как корень из суммы квадратов Vr,Vt: V=43.4м/с.
Помимо горизонтальной, есть ещё и вертикальная составляющая. Но я же сказал, что блох ловить не буду.
Скорости 43.4м/с соответствует "высота столба" в 96м. Фактически среднеквадратичная скорость входа воды на вертушку несколько выше - но я и обещал только примерное равенство "кинетической" и "потенциальной" мощностей для конкретного типа гидроагрегата.
Кстати, для высоты 212,74м имеет "идеальную" скорость 64,6м/с.
Проходя турбину, вода только уменьшает свою скорость - от, примерно, 45м/с. Одновременно уменьшается и её давление - от, примерно, 10ат. Это и есть главная "приятная" особенность изобретения Фрэнсиса: энергию воды удаётся "отобрать" почти полностью, не прибегая к её разгону до скорости падения с высоты верхнего бьефа.