Министерство сельско хозяйства российской федерации

ФГБОУ ВО «Башкирский государственный аграрный университет»

Факультет: Энергетический

Кафедра: Электроснабжение и автоматизация технологических процессов

Направление: 35.03.06 Агроинженерия

Форма обучения: заочная

Курс, группа: 4, АИЭ 411

Сарычев Александр Владимирович

Расчёт параметров малой гидроэлектростанции

на основе поперечно-струйной турбины

Расчётно-графическая работа

Оценка при защите _______________________ “____”_____________2022 г.

«К защите допускаю» Руководитель: к.т.н., доцент Ахметшин А.Т. (ученая степень, звание, Ф.И.О.) __________________________ (подпись) Уфа 2022

ЗАДАНИЕ
на выполнение контрольной работы по дисциплине «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии»
Ф.И.О. Сарычев А.В. Группа 1 № зачётной книжки 2269
Определить конструктивные и технологические параметры поперечно-струйной турбины, водоводов и водоприёмника, количество вырабатываемой электроэнергии за год и объём плотины для гидроэлектростанции по заданным параметрам:

Расход воды выбирается из условия Q_н = 0,Х м³/с, скоростной напор

Н_с = (33-3·Х) м, длина безнапорного участка L_б = YX м, где Y и X – две последние цифры зачетной книжки отличные от нуля.

По условию задания две последние цифры, отличные от нуля – 69, значит Y=6, X=9

1. 
   Расход воды Q_н =0,Х= 0,9 м³/с
   
2. 
   Скоростной напор Н_с = (33-4·Х) =(33-4·9)= 3 м.
   
3. 
   Длина безнапорного участка L_б = YX =69 м.
   

«____» ___________ 2022 г ____________________

(Подпись преподавателя)

Оглавление

Введение………….…………………………………………………………….….4

1 Определение конструктивных параметров поперечно-струйной турбины……………………………………………………………...6

2 Определение технологических параметров поперечно-струйной турбины ……………………………………………………………...7

---

Заключение…………………………………………...……..…….………..….....13

Библиографический список……………...……………………………….14 Приложение А…………………….………………….…………………………..15

Введение

При расходах воды до 0,8 м³/с и мощности ГЭС более 3 кВт целесообразно применять активные поперечно-струйные (их еще называют двукратные) турбины (рисунок 1). Работа этих турбин экономична и при больших расходах воды и мощности до 30 кВт. Экономичность их применения обусловлена необходимостью пуска наиболее мощных двигателей, пуск которых не обеспечивается прямоточными турбинами.



Рисунок 1 Схема активной поперечно-струйной турбины: 1 — напорный водовод; 2 — за­твор; 3 — рабочее колесо.
Поперечно-струйная турбина имеет сравнительно простую конструкцию. У данной турбины вода дважды попадает на лопасти рабочего колеса, отдавая ему энергию. Скорость его вращения составляет 100...1000 мин^-1. При необходимости ее можно увели­чить, применяя редукторы.

Турбину обычно делят на две части: 1/3 и 2/3 ширины рабочего колеса. В зависимости от де­бита реки открывают или на 1/3 рабочего колеса, или на 2/3 или полностью. Такое деление и подключение рабочего колеса обеспечивают эффективную работу одного типоразмера поперечно-струйной турбины в ши­роком диапазоне расхода воды.

Учитывая простоту конструкции поперечно-струй­ной турбины, ее производство может быть организова­но даже силами самих частных и фермерских хозяйств, колхозов, и других сельскохозяйственных пред­приятий.

В целях эффективного использования энергии во­дотока деривационные водоводы должны обеспечи­вать пропуск необходимого количества для работы ГЭС воды с наименьшими потерями. Деривационные водоводы могут быть выполнены по безнапорной или напорной схеме.

Для небольших стационарных ГЭС, устанавливае­мых в горной местности, целесообразны водоводы, комбинированные из стационарных безнапорных же­лезобетонных лотков и напорных стальных трубопро­водов.

Безнапорные лотки 2 (рисунок 2) размещают в за­висимости от рельефа местности: или на грунте, или на опорных конструкциях. Такие конструкции требуют незначительных грунтовых работ, которые трудно осуществлять в скалистой горной местности. Водово­ды изготавливают заблаговременно заводским способом.

---

Рисунок 2 Схема деривационной ГЭС: 1 – водозаборное устройство; 2 – безнапорный участок водовода (лоток); 3 – опорная конструкция водовода; 4 – напорный бассейн; 5 – напорный участок водовода; 6 – гидроэлектроагрегат; 7 – поперечное сечение безна­порного участка водовода

1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОПЕРЕЧНО - СТРУЙНОЙ ТУРБИНЫ

1.1 Наружный диаметр колеса турбины, м

, (1)

1.2 Ширина рабочего колеса турбины, м

, (2)

1.3 Ширина направляющего аппарата, м

, (3)

1.4 Высота направляющего аппарата, м

, (4)

где φ – коэффициент скорости, φ = 0,98.

1.5 Частота вращения рабочего колеса, мин^-1

, (5)

1.6 Нехватка воды на пятом месяце:

м³/с, (6)

м³, (7)

1.7 Нехватка воды на шестом месяце:

м³/с, (8)

м³, (9)

1.8 Полный запас воды, м³

, (10)

М 1:10



Рисунок 3 Схема активной поперечно-струйной турбины
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОПЕРЕЧНО - СТРУЙНОЙ ТУРБИНЫ



Рисунок 4 Разрез безнапорного участка водовода.

2.1 Определяем площадь смоченной поверхности

---

Принимаем скорость равной 1,2 из рекомендации методических указаний, что она была больше 1 но меньше 1,5 м/c

(страница 61 /8/) (11)

По условию задания принять живое сечение канала – в форме квадрата.

2.2 Находим сторону смоченной поверхности

, (12)

2.3 Смоченный периметр

=3 a=3 0,832 =2,496 м , (13)

где χ – смоченный периметр представляющий собой длину линии, по которой жидкость в живом сечении соприкасается с твёрдыми поверхностями, ограничивающими поток.

2.4 Гидравлическим радиусом

, (страница 9 /5/) (14)

2.5 Коэффициент Шези определяется по формуле Маннинга

, (станица 1 /9/) (15)

n — коэффициент шероховатости, который для бетонных лот­ков можно принять 0,012...0,014.

2.6 Необходимый уклон канала определяют по формуле Шези

(16)

2.7 Потери напора на безнапорном участке водовода

(17)

2.8 Диаметр напорного трубопровода

, (18)

Таблица 1 Диаметры труб для различных значений скорости движения жидкости

Скорость движения жидкости, м/с	2,0	2,5	3,0	3,5
Диаметр труб, м	0,757	0,677	0,618	0,573

2.9 Потери напора (м) на напорном участке водовода

Длина напорного участка водовода

---

, (19)







2.10 Местные потери

(20)

Для задвижки:







Для колена 90⁰: ,







2.11 Суммарные местные потери

₍₂₁₎







2.12 Суммарный напор



(22)

По результатам выполненных расчетов выбираем скорость напорного участка трубопровода равной =2,0 м/с с учетом потерь и диаметра трубы. Принимаем стандартный диаметр d=720мм



Рисунок 5 Разрез безнапорного участка водовода

2.13 Мощность турбины составляет

Р=16 кВт (приложение А) для значений H=3 м и Q_н=0,9 м³/с

2.14 Выбор генератора

(24)

Где - КПД редуктора (

---

Смотрите также файлы

• Программа по информатике для старшей школы составлена в соответствии с.docx

• Отчет по лабораторной работе 2 Вариант 4 по дисциплине.docx

• .docx

• Программа курса внеурочной деятельности профориентационного направления Шаг в будущее для 9 класса разработана в соответствии с требованиями.docx

• Великое переселение народов и падение Западной Римской империи.docx