تصميم حسابي لتوربين بيلتون لمحطة الطاقة الكهرومائية ودراسة أثر تغير الارتفاع عليه

الملخص

تُعتَبَر الموارد المائية من بين الموارد الطبيعية الأكثر وفرةً، حيث يوجد العديد من الأنهار والجداول والسدود التي تتضمن كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية بالإضافة أنه من المتوقع أن يتم تنفيذ محطات الطاقة الكهرومائية بشكل متزايد في المستقبل وذلك بسبب ازدياد الطّلب على الطّاقة والنقصان في الوقود الأحفوري، علاوة على ذلك فإن تكلفة الطاقة الكهرومائية أرخص نسبياً مقارنة بالموارد الأخرى. لذلك تمَّ في هذا البحث وضع دراسة حسابية لتصميم الجزء الأهم من المحطة الكهرومائية وهو التوربين الهيدروليكي وسنختص في هذا البحث بدراسة توربين بيلتون المناسب للارتفاعات العالية حيث تمَّ حساب الاستطاعة الممكن إنتاجها عند ارتفاع 512.5[m] و تدفق 1[m³/sec] وبلغت 4524.863[kW] وكانت السرعة الدورانية الحقيقية للتوربين 671.978[r.p.m] والسرعة النوعية 18.537[r.p.m] وقطر التوربين 1.312[m] وقطر النفاث 0.115[m] وعدد الفوهات المطلوبة فوهة واحدة قطر مخرجها 0.054[m] وبلغ عدد الشفرات [21] . وتمَّ حساب الأبعاد الأساسية للشفرة والفوهة، كما توصَّلنا إلى أنه عند تدفق ثابت 1[m³/sec] وبزيادة الارتفاع من 25[m] حتى 1000[m] تزداد الاستطاعة والسرعات عند الدخول والخروج من الشفرة بينما يحقق التوربين أقصى كفاءة بدءاً من ارتفاع 435[m] وما فوق في حين يكفينا فوهة واحدة من ارتفاع 208[m] وما فوق أمّا إذا كان الارتفاع أقل من ذلك نحتاج إلى عدد أكبر من الفوهات.