Группа исследователей из Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН совместно со специалистами Ленинградского металлического завода (г. Санкт-Петербург) провели геометрическую оптимизацию элементов гидротурбин Саяно-Шушенской ГЭС.
«В отсасывающей трубе гидротурбины в процессе работы возникает крупномасштабный вихрь, — объясняет заместитель директора ИТ СО РАН член-корреспондент РАН Дмитрий Маркович Маркович. — По водоводу поток жидкости идет на направляющие лопатки, закручивается, вращает рабочее колесо, которое передает вращение на генератор. Остаточная закрутка и приводит к формированию мощной спиральной структуры в отводящем диффузоре. Этот вихревой жгут — бич, с которым борются гидротурбинисты, так как он создает дополнительные крупномасштабные вибрации, огромные динамические нагрузки на конструкции гидроагрегата, способные привести к повреждениям системы или даже к катастрофе. Дополнительные осложняющие факторы — это кавитация, гидроакустика. Таким образом, одна из главных задач — снижение интенсивности таких колебаний и вибраций».
Проведя расчеты и экспериментальные проверки, ученые выяснили, что при определенной геометрической оптимизации — установке стабилизирующих ребер — можно существенно снизить амплитуду таких биений и, соответственно, негативные эффекты.
По словам Дмитрия Марковича, в настоящее время разработка находится на этапе масштабных испытаний — на лабораторных, полупромышленных установках, а также на работающей гидротурбине.
«Наука в Сибири»
