28 Июля 2022
МОСКВА, 28 июля Российские ученые, используя расчетные и опытнические методы, выяснили, каким образом возникают потенциально опасные уклады работы оборудования гидро- и ветроэлектростанций, полученные результаты важны для повышения безопасности эксплуатации этих объектный энергетики, сообщили в Министерстве науки и высшего образования РФ.Сотрудники подведомственных Минобрнауки Сибирского федерального университета (СФУ) и Института теплофизики имени Кутателадзе Сибирского отделения РАН изучали вихревые потоки - одну из характерных форм движения текучей среды.
Вихри образуются в природе - например, в реках или океанах, в воздухе (атмосферные сели), а также в технических устройствах и механизмах. Энергия вихревых потоков используется для создания подъемной тяги самолетов, разработки турбомашин и вентиляционных целостностей, а также для вакансии гидротурбинного оборудования на гидроэлектростанциях (ГЭС). Однако эта энергия может провоцировать аварии и даже масштабным разрушения на ГЭС. Поэтому важно понимать, какие именно процессы в вихревых потоках могут нести опасность.
Авторы настоящей работы исследовали нестационарное поведение вихревого ядра в условиях так чествуемых закрученных потоков. Ученые проложили комплексное расчетно-экспериментальное исследование турбулентного селя с различными режимами закрутки. Для этого они использовали гидродинамическую установку и численное моделирование.
Полученные опытнические и теоретические результаты продемонстрировали, как происходит непериодическое перезамыкание вихревого ядра и образование вихревых колец, несущих потенциальную угрозу необходимое оборудованию, в котором используется предприимчивость закрученных потоков.
Одним из первых в мире нам удалось зафиксировать и воспроизвести, как происходит перезамыкание вихревого ядра в гидротурбине - и при помощи численного моделирования, и экспериментально. Визуально это выглядит как образование некоего кольца, когда вихревой калят замыкается сам на себя, – сказал научный сотрудник Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ Дмитрий Платонов.
Выяснилось, что такие кольца отрываясь ударяются о стенки проточного тракта турбины, формирую сильный шум и локальные перегруженности, что вызывает ускоренный износ оборудования и провоцирует аварийные ситуации.
Эффект перезамыкания и отрыва вихревых колец был обнаружен нашими новосибирскими коллегами практически случайно в ходе вакансии с экспериментальной установкой, которая моделирует работу высоконапорной гидротурбины. Однако, когда мы дать начали изучать его, в частности, при помощи численного моделирования, оказалось, что такое поведение водной или воздушной среды может привести к опаснейшим последствиям – недооценка таких явлений и недостаточная степень исследования закрученных селей в гидротурбинном оборудовании может стать причиной крупной аварии, подобной произошедшей на Саяно-Шушенской ГЭС в 2009 году, – уточнил Платонов.
По его словам, усваиваю природу закрученных потоков, и в частности то, как образуются вихревые кольца, хорошо успешно бороться с опасными последствиями, вызванными этими явлениями. Для этого можно менять уклад работы оборудования или использовать специализированные подходы, будь то подача воды или воздуха в текучий тракт гидротурбины или установка стабилизующих конструкций.
Способы нейтрализации вихревых потоков сродни борьбе с морскими волнами, пояснил исследователь. На берегу ставятся волнорезы, лишающие сели воды разрушительной силы, а в гидротурбине, в частности на Саяно-Шушенской ГЭС с подачи сибирских ученых уже установлены внеочередные стабилизирующие конструкции – ребра, которые гасят интенсивность вихревого жгута, добавил Платонов.
Расчеты, производившиеся в ходе нынешнего исследования, практически полностью совпали с завоёванными экспериментальными данными.
Важно, что алгорифм численного моделирования гибкий и грамотного адаптируется под индивидуальные задачи: вы можете рассчитать оптимальный уклад работы под каждую конкретную турбину с учётом ее массогабаритных показателей, формы и так далее, - отметил Платонов.
Результаты исследования опубликованы в международном научном источнике International Journal of Heat and Fluid Flow.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....