Российские физики выяснили, как повысить безопасность работы ГЭС
Российские физики выяснили, как возникают опасные режимы работы оборудования на ГЭС
Российские ученые, используя расчетные и экспериментальные методы, выяснили, каким образом возникают потенциально опасные режимы работы оборудования гидро- и ветроэлектростанций, полученные результаты важны для повышения безопасности эксплуатации этих объектов энергетики, сообщили РИА Новости 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 потоки), а также в технических устройствах и механизмах. Энергия вихревых потоков используется для создания подъемной тяги самолетов, разработки турбомашин и вентиляционных систем, а также для работы 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 нынешней работы исследовали нестационарное поведение вихревого ядра в условиях так называемых закрученных потоков. Ученые провели комплексное расчетно-экспериментальное исследование турбулентного потока с различными режимами закрутки. Для этого они использовали гидродинамическую установку и численное моделирование.
Полученные экспериментальные и теоретические результаты продемонстрировали, как происходит непериодическое «перезамыкание» вихревого ядра и образование вихревых колец, несущих потенциальную угрозу оборудованию, в котором используется энергия 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 жгут «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, создавая сильный шум и локальные перегрузки, что вызывает ускоренный износ оборудования и провоцирует аварийные ситуации.
Ставьте лайки и подписывайтесь на наш канал!
Подписывайтесь на наши группы: