Оценка влияния изменения давления в проточной части на биологическую безопасность осевой гидротурбины при увеличении толщины лопасти рабочего колеса

Abstract

Рассматриваются вопросы повышения экологической безопасности энергообъектов, в частности малых ГЭС, которые позволяют эффективно использовать местные энергоресурсы, в том числе для удаленных и автономных потребителей. С увеличением числа малых гидроэлектростанций в мире возникает потребность в обеспечении их биологической безопасности с целью снижения влияния на биосреду водоемов. В настоящее время предложен ряд технических решений, в частности для рабочих колес гидротурбин, позволяющих снизить возможные негативные последствия для экологии. Однако данные предложения в основном направлены на борьбу с физическим воздействием при столкновении с лопастью, а вопросы, связанные с энергоэффективностью и другими видами негативных воздействий, например баротравмы, остаются открытыми. В данной статье рассматривается влияние толщины лопасти на эффективность и биологическую безопасность при воздействии перепада давления. Для исследования было создано и испытано рабочее колесо осевой гидротурбины. С помощью СFD и методики BioPA определены зависимости выживаемости от различных толщин лопасти, получена зависимость КПД гидротурбины от выживаемости, рассчитанной по перепаду давлений, при различных толщинах лопасти. Полученные результаты показывают важность создания биологически безопасных рабочих колес гидротурбин с учетом различных показателей качества для получения как эффективных, так и безопасных решений.