Details

An experimental study of the flow in a sharp-heel Kaplan draft tube

by Andersson, Urban, PhD

Abstract (Summary)
Huvudmålet för den här avhandlingen är att presentera omfattande experimentella data för ett klacksugrör. Forskningsprojektet var ursprungligen del av ett paket (Turbine-99 Draft Tube) som hade som gemensamt mål att öka förståelsen och ta fram riktlinjer (Best Practise) för simuleringar av strömningen genom ett sugrör. Databanken har legat till grund som valideringsdata för de fall som utvärderats vid Turbine-99 workshoparna i Porjus (juni 1999), Älvkarleby (juni 2001) och Porjus (december 2005).  Sugröret är placerat direkt efter löphjulet i en vattenkraftsturbin i syfte att återvinna så mycket som möjligt av den återstående fallhöjden samt rörelseenergin innan vattnet lämnar turbinen. Strömningen är helt turbulent och på grund av den motriktade tryckgradienten med risk för separation och periodiska inloppsförhållanden från löphjulet, med varierande mängder av rotation, blir strömningen i sugröret svårbestämd. Det medför att otvetydiga designkriterier saknas och att de i vissa fall motsägelsefulla rekommendationerna indikerar att rekommendationerna ger konservativa snarare än optimala lösningar. Denna avhandling ger en kort bakgrund till strömningen i sugrör och diskuterar de parametrar som är relevanta för Turbine-99 sugröret mer i detalj. Databanken och ett urval av resultaten från simuleringarna är också tillgängliga som en Application Challange i Qnets databas (som förvaltas av Ercoftac) för validering av flödessimuleringar. Databanken består av visualiseringar samt tryck- och hastighetsmätningar. Dessa metoder ger en kvalitativ bild av hur strömningen i sugröret ser ut tillsammans med kvantitativa data vid utvalda tvärsnitt som kan användas för validering av strömningsberäkningar. De två första workshoparna fokuserade på medelvärden av tryck och hastigheter, men fasupplösta mätresultat har lagts till för att öka värdet på data banken. I tillägg till det experimentella valideringsfallet ingår en artikel som handlar om laster på ett sugrör, som i sin tur påverkar livslängden på aggregatet. Eftersom en vattenturbin förväntas ha en lång teknisk livslängd med ett antal större renoveringar eller uppgraderingar, förväntas dessa frågor växa i betydelse under de kommande decennierna.
Bibliographical Information:

Advisor:

School:Luleå tekniska universitet

School Location:Sweden

Source Type:Doctoral Dissertation

Keywords:

ISBN:978-91-86233-68-6

Date of Publication:01/01/2009

© 2009 OpenThesis.org. All Rights Reserved.