Гидракон - Hydraucone

Тяговая труба Hydraucone производится для небольшого (200 кВт) гидроэнергетического проекта в Мулен д'Айлеван, Франция. 2012 г.

Тяговая труба Hydraucone с плоской пластиной дефлектора в Niagara Falls Power Company

Распылительная трубка Moody с центральным конусом

А гидракон это форма вытяжной трубы используется с гидротурбина. Он имеет форму раструба, а его отличительной чертой является плоский дефлектор возле рта. Период, термин гидракон был представлен Уильямом М. Уайтом, который получил на него патент в 1917 году.^[1]^[2]^[3]^[4]

Фон

Уайт заметил, что самый простой способ изменить направление струи воды - это направить ее на плоскую пластину. Форма струи воды, когда она попадает в пластину, послужила источником вдохновения для профиля гидракона.

Основное назначение вытяжной трубы - улавливание остаточных кинетическая энергия воды, которая выходит из турбины. Это достигается за счет равномерного распределения воды, выходящей из турбины, по большей площади выхода вытяжной трубы. Это снижает скорость воды и давление воды на выходе из турбины. В кинетическая энергия воды, которая пропорциональна квадрату скорости воды, таким образом, эффективно превращается в более высокую голова через турбину.

Вытяжная труба гидракона очень эффективна при рекуперации энергии от вращательного движения воды (завихрения), а также от линейного движения (потока) воды. Он вышел из употребления из-за того, что трудно поддерживать очень широкое отверстие под большой турбиной. Однако для этого требуется только неглубокая выемка грунта, что является преимуществом на каменистой местности. Его компактная форма делает его подходящим для небольших гидроэлектростанций, где земляные работы намного меньше, чем требуется для более традиционной вытяжной трубы в форме колена.

Коленчатая труба менее эффективна, чем раструбная труба из-за потерь жидкости при повороте колена. Разница в эффективности более заметна при наличии завихрения, поскольку гироскопический эффект вращения препятствует отклонению в локте.

Историческая справка

В 1920-х годах Уильям М. Уайт и Льюис Ферри Муди запатентовали тяговые трубы с раструбом.^[5]^[6] Отличительной особенностью вытяжной трубы Moody's Spreading Draft Tube является центральный конус, который отличает ее от вытяжной трубы Hydraucone компании White. Термин «гидракон» иногда ошибочно используется как общий термин для всех трубок раструба. Пара обсудила, какое устройство было более эффективным, особенно при наличии завихрения, когда вода покидает турбину. На смену этим дебатам пришло повсеместное внедрение вытяжной трубы в форме колена, которая менее эффективна, но ее легче построить, особенно в больших масштабах.

Размеры и геометрия

Формы вытяжной трубы с раструбом включают:

Радиус трубки: р, Высота трубки: z
Гипербола:: ${ displaystyle rz = C, C rightarrow { mbox {константа}}}$ , (радиальная скорость воды постоянна)
Логарифмическая гипербола: ${ Displaystyle г = С mathrm {ln} (г)}$ , (радиальная скорость воды обратно пропорциональна радиусу)
Геометрия прямой линии (конус): ${ displaystyle z = Cr}$ , (радиальная скорость воды обратно пропорциональна квадрату радиуса)

Теоретическая и экспериментальная проверка

Вычислительная гидродинамика (CFD) может решить вопрос, какой дизайн лучше. Строгое сравнение двух типов тяговой трубы с раструбом при помощи CFD будет полезным дополнением к знаниям гидродинамики.

дальнейшее чтение

Ручи Кхаре, Вишну Прасад, Митрасен Верма, Оптимизация конструкции конической тягово-вытяжной трубы гидравлической турбины, Департамент гражданского строительства, Национальный технологический институт, Бхопал, Индия
Айзингер, Р. и А. Рупрехт, Автоматическая оптимизация формы компонентов гидротурбины на основе CFD, Институт механики жидкостей и гидравлического оборудования, Штутгартский университет
Губин Максимиллиан Федорович Учебное пособие по вытяжным трубам: вытяжные трубы гидроэлектростанций., Москва, 1970 г. Опубликовано для Бюро мелиорации Министерства внутренних дел США и Национального научного фонда, Вашингтон, округ Колумбия, издательством Amerind Pub. Co., 1973 - Наука - 246 стр.,
Уайт, Уильям М., Регенератор гидракона, его разработка и применение на гидроэлектростанциях 1921 35 страниц
TVA, Разработка проектов TVA властями долины Теннесси США, Технический отчет № 24, Том 3, Механическое проектирование гидроэлектростанций, Правительство США Распечатать. оф., 1960

внешняя ссылка

СМИ, связанные с Гидракон в Wikimedia Commons

[1] Патент США 1,223,843 Аппарат для использования гидроконического действия воды

[2] Патент США 1,264,728 РАЗГРУЗОЧНАЯ КАМЕРА ДЛЯ ВОДЯНЫХ КОЛЕС

[3] Патент США 1,264,730 Возврат-Регейнер

[4] Патент США 1,655,829 Диффузор для гидравлических машин

[5] Патент США 1 978 810 Гидравлический аппарат

[6] Патент США 1848738 Гидравлическая турбина

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]