Числові дослідження впливу геометричних параметрів лопаток на ефективність генерації енергії в турбомашинах

Abstract

Робоче колесо турбомашини — це ключовий елемент турбін і компресорів, який перетворює енергію потоку рідини чи газу на механічну енергію обертання. Лопаті, закріплені на диску колеса, змінюють напрямок і швидкість потоку, забезпечуючи обертання вала турбіни. Це обертання передається на генератор, де механічна енергія перетворюється на електричну. В електрогенераторах, наприклад, на теплових і гідроелектростанціях, робоче колесо приводиться в рух потоком пари або води під високим тиском. Цей процес є основою для генерації електроенергії, яка подається в мережу. Конфузор — це звужена частина трубопроводу, яка спрямовує та прискорює потік рідини, перетворюючи його статичний тиск на кінетичну енергію. У гідрогенераторах конфузор грає важливу роль у регулюванні потоку води до турбіни. Він забезпечує оптимальну швидкість і напрямок потоку, що сприяє ефективнішій роботі турбіни, яка, в свою чергу, обертає ротор генератора, перетворюючи механічну енергію обертання на електричну. Конструкція конфузора залежить від вимог до потоку і дозволяє мінімізувати гідравлічні втрати. Таким чином, конфузор підвищує ефективність гідрогенератора, оптимізуючи енергію, що передається турбіні.

The impeller of a turbomachine is a key element of turbines and compressors that converts the energy of a liquid or gas flow into mechanical rotational energy. The blades mounted on the wheel disk change the flow's direction and speed, ensuring the turbine shaft's rotation. This rotation is transmitted to the generator, where the mechanical energy is converted into electrical energy. In electric generators, for example, in thermal and hydroelectric power plants, the impeller is driven by a flow of steam or water under high pressure. This process is the basis for generating electricity that is fed into the network. A baffle is a narrowed part of the pipeline that directs and accelerates the flow of liquid, converting its static pressure into kinetic energy. In hydrogen generators, the baffle plays an important role in regulating the flow of water to the turbine. It provides the optimal speed and direction of the flow, which contributes to the more efficient operation of the turbine, which, in turn, rotates the generator rotor, converting mechanical rotational energy into electrical energy. The design of the confuser depends on the flow requirements and allows you to minimize hydraulic losses. Thus, the confuser increases the efficiency of the hydro-generator, optimizing the energy transferred to the turbine.