Hydraucon - Hydraucone

Hydraucone Draft Tube se vyrábí pro malý (200kW) vodní projekt v Moulin D'Aillevans ve Francii. 2012
Hydraucone Trubka s plochým deflektorem v Niagara Falls Power Company
Moody šířící se komín se středovým kuželem

A hydraucon je forma sací trubice používá se s vodní turbína. Má zvonovitý tvar a jeho charakteristickým rysem je plochý deskový deflektor poblíž úst. Termín hydraucon představil William M. White, který na něj v roce 1917 získal americký patent.[1][2][3][4]

Pozadí

White poznamenal, že nejjednodušší metodou změny směru proudu vody bylo nasměrovat jej na rovnou desku. Tvar vodního paprsku, jak dopadá na desku, byl inspirací pro hydrauconový profil.

Hlavním účelem sací trubky je zpětné získání zbytku Kinetická energie vody, která vystupuje přes turbínu. Dosahuje toho rovnoměrným rozdělováním vody, která vystupuje z turbíny, na větší plochu výstupu sací trubice. To snižuje rychlost vody a tlak vody na výstupu z turbíny. The Kinetická energie vody, která je úměrná druhé mocnině rychlosti vody, se tak transformuje na účinně vyšší hlava přes turbínu.

Hydrauconová sací trubice je velmi účinná při získávání energie z rotačního pohybu vody (víření) i z lineárního pohybu (proudění) vody. Vypadlo z provozu kvůli obtížnosti podpory velmi širokého otvoru pod velkou turbínou. Vyžaduje však pouze mělký výkop, což je výhodou ve skalnatém terénu. Díky svému kompaktnímu tvaru je vhodný pro malé vodní projekty, kde je hloubení mnohem menší, než je požadováno pro běžnější sací trubku ve tvaru kolena.

Trubka ve tvaru loktu je méně účinná než trubice se zvonem v ústech kvůli ztrátám tekutin v obratu lokte. Rozdíl v účinnosti je výraznější, když je přítomný vír, protože gyroskopický účinek rotace brání vychýlení v lokti.

Historická poznámka

Ve dvacátých letech si William M. White a Lewis Ferry Moody oba patentovali návrhové trubice se zvonem.[5][6] Nejvýznamnějším rysem Moody's Spreading Draft Tube je středový kužel, který jej odlišuje od White's Hydraucone Draft Tube. Termín Hydraucone se někdy chybně používá jako obecný termín pro všechny trubice zvonových úst. Dvojice debatovala o tom, které zařízení je účinnější, zejména v přítomnosti víření, když voda opouští turbínu. Tuto debatu vystřídalo rozsáhlé zavedení sací trubice ve tvaru loktu, která je méně účinná, ale snadněji se buduje, zejména ve velkém měřítku.

Rozměry a geometrie

Tvary pro sací trubku se zvonem a ústy zahrnují:

  • Poloměr trubice: r, Výška tuby: z
  • Hyperbola::, (radiální rychlost vody je konstantní)
  • Logaritmická hyperbola:, (radiální rychlost vody je nepřímo úměrná poloměru)
  • Geometrie přímky (kužel):, (radiální rychlost vody je nepřímo úměrná čtverci poloměru)

Teoretická a experimentální validace

Výpočetní dynamika tekutin (CFD) by mohl vyřešit otázku, který design je lepší. Důkladné srovnání CFD dvou forem sací trubice se zvonem a ústy by bylo užitečným doplňkem ke znalostem dynamiky tekutin.

Reference

  1. ^ Patent USA 1 223 843 Zařízení pro využití hydrauconového působení vody
  2. ^ US patent 1264 728 VYBÍJECÍ KOMORA PRO VODNÍ KOLA
  3. ^ US patent 1264 730 Vrátit zpět
  4. ^ US patent 1665829 Difuzor pro hydraulické stroje
  5. ^ US patent 1978810 Hydraulické zařízení
  6. ^ US patent 1848738 Hydraulická turbína

Další čtení

externí odkazy

  • Média související s Hydraucon na Wikimedia Commons