Физика, математика в задачах, ответах, прожектах и подколках.
227,187
763
|
НикВик ( Слушатель ) |
| 30 мар 2010 21:15:46 |
Тред №203178
новая дискуссия Дискуссия 626Да, о подколках. С некоторыми завсегдатаями темы "А как же оно тикает" у меня стилистические разногласия (И.Бродский).
Начались они, правда, ещё с СШГЭС - там был спор о силе, с которой вода действует на "вертушку", вверх или вниз. Закончился он занятно - весь этот блок пропал. У меня на "столе" - В. И. Брызгалов, ИЗ ОПЫТА СОЗДАНИЯ И ОСВОЕНИЯ ... ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, есть и некое summary - http://biglebowsky.l…30509.html, с конкретными числами, полученными ""из достоверных источников.
Вот, кстати, чертёж "вертушки" и некоторых окрестностей - http://s46.radikal.r…011ada.jpg
Начало второго спора про СШ см. 21 Март 2010, 00:52:39 в "А как оно тикает". Я прицепился к
rommel.ua: ""Энергия жидкости протекающей за секунду по сечению до турбины: E1=0,5*ro*S1*V1^3.
==Множитель ro*S1*V1 - массовый расход, и для СШ он известен, примерно 300т/с. Есть и скорость на входе в ГА, около 10м/с. считая по-вашему получим, что на ГА подаётся ~0.5*3*10^5кг/с*(10м/с)^2=15МВт.
А где же 600МВт? Вот они: 300м^3/сек*20ат.
Вот формула, присутствующая в том или ином виде во всех специализированных учебниках -
W = M*V*V/2 + Q*p..... (*)
Здесь W - мощность, M - массовый расход, V - скорость, Q - объёмный расход, p - давление.==
Неожиданно Роммеля поддержал мэтр. Он почему-то утверждал, что при работе турбины вода непременно достигает скорости, почти соответствующей падению с высоты 200м. Такое впечатление, что он забыл о существовании гидроцилиндров, где скорость - тьфу, а давление - всё.
Потом, правда, мне разъяснили, что у всех, кто хоть как-то соприкасался с гидроэнергетикой, есть "безнапорный" рефлекс и надо делать скидку. Инженеру - ради бога, но не физику же!
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 (*).
Отредактировано: НикВик - 30 мар 2010 22:54:38
ОТВЕТЫ (1)
|
|
НикВик ( Слушатель ) |
| 31 мар 2010 13:08:28 |
Цитата: НикВик от 30.03.2010 21:15:46
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.