مروری بر سایش توربین‌های آبی بر اثر ذرات معلق در آب

نوع مقاله: علمی-ترویجی

نویسندگان

1 کارشناس مهندسی مکانیک، دفتر تحقیق و فناوری‌های نو، سازمان انرژی‌های نو ایران (سانا)، تهران

2 کارشناس ارشد مهندسی برق، دفتر انرژی و برق روستایی (فتوولتائیک)، سازمان انرژی‌های نو ایران (سانا)، تهران

چکیده

با توجه به جایگاه نیروگاه‌های آبی در تولید انرژی الکتریکی و هزینه اولیه بالای ساخت و راه‌اندازی این نیروگاه‌ها، بهره‌برداری از این نیروگاه‌ها در بیشترین راندمان در زمان عمر مفید آن از اهمیت زیادی برخوردار است. سایش در اثر رسوبات که بر اثر تأثیر حرکت ذرات معلق در آب بر روی یک سطح جامد اتفاق می‌افتد، یکی از دلایل کاهش راندمان و عمر مفید نیروگاه‌های آبی است. سایش در اثر ذرات معلق در توربین‌های آبی یک پدیده‌ی پیچیده است که تاکنون مدل ریاضی دقیق و جامعی برای توصیف آن توسعه نیافته است. به طور کلی سایش در توربین‌های آبی به خواص ذرات ساینده، خواص سطح و شرایط کارکرد توربین وابسته است. تحقیقات زیادی برای شناخت عوامل مؤثر بر سایش توربین‌ها در نیروگاه‌های آبی انجام‌شده است که اکثر آن‌ها متکی به نتایج آزمایشگاهی می‌باشند. در این تحقیق به مرور مطالعات انجام‌شده در زمینه تئوری سایش بر اثر ذرات، مدل‌های سایش در توربین‌های آبی و روش‌های جلوگیری از  سایش در نیروگاه‌های آبی پرداخته شده است.

کلیدواژه‌ها


 

[1]     World Energy Resources; Charting the Upsurge in Hydropower Development, World Energy Council2015.

[2]     D. O. Pradhan PMS, Joshi PN, Stole H, Sediment and efficiency measurements at Jhimruk hydropower plant—monsoon 2003, HydroLab, Nepal, 2004.

[3]     G. Truscott, A literature survey on abrasive wear in hydraulic machinery, Wear, vol. 20, pp. 29-50, 1972.

[4]     N. Tsuguo, Estimation of repair cycle of turbine due to abrasion caused by suspended sand and determination of desilting basin capacity, in Proceedings of international seminar on sediment handling technique, NHA, Kathmandu, 1999.

[5]     B. Thapa,  Sand erosion in hydraulic machinery, 2004.

[6]     B. A. G. Chauhan and D. Verma, Determitaion of optimal sediment size to be excluded for run-of-river projects—a case study, Silting Problems in Hydropower Plants, p. 206, 2002.

[7]     H. Brekke, W. Wu, and B. Cai, Design of hydraulic machinery working in sand laden water, Abrasive erosion & corrosion of hydraulic machinery, pp. 156-171, 2002.

[8]     H. P. Neopane, Sediment erosion in hydro turbines, Faculty of Engineering Science and Technology, Norwegian University of Science and Technology, 2010.

[9]     H. P. Neopane, O. G. Dahlhaug, and B. Thapa, An investigation of the effect of particle shape and size in hydraulic turbines, in Waterpower XVI 09, 2009.

[10]   T. Bajracharya, B. Acharya, C. Joshi, R. Saini, and O. Dahlhaug, Sand erosion of Pelton turbine nozzles and buckets: a case study of Chilime hydropower plant, Wear, vol. 264, pp. 177-184, 2008.

[11]   M. Padhy and R. Saini, Effect of size and concentration of silt particles on erosion of Pelton turbine buckets, Energy, vol. 34, pp. 1477-1483, 2009.

[12]   M. Padhy and R. Saini, Study of silt erosion on performance of a Pelton turbine, Energy, vol. 36, pp. 141-147, 2011.

[13]   T. Takagi, T. Okamura, and J. Sato, Hydraulic performance of a Francis-turbine for sediment-laden flow, Hitachi review, vol. 37, pp. 115-120, 1988.

[14]   B. Thapa, P. Upadhyay, O. G. Dahlhaug, M. Timsina, and R. Basnet, HVOF coatings for erosion resistance of hydraulic turbines: Experience of Kaligandaki-A Hydropower Plant, Water resources and renewable energy development in Asia, Danang, Vietnam, 2008.

[15]   M. Bishwakarma and H. Støle, Real-time sediment monitoring in hydropower plants, Journal of Hydraulic Research, vol. 46, pp. 282-288, 2008.