Nyenzo za mchanganyiko zinaingia katika ujenzi wa vifaa kwa tasnia ya umeme wa maji.Uchunguzi wa nguvu ya nyenzo na vigezo vingine unaonyesha matumizi mengi zaidi, haswa kwa vitengo vidogo na vidogo.
Makala haya yametathminiwa na kuhaririwa kwa mujibu wa hakiki zilizofanywa na wataalamu wawili au zaidi ambao wana utaalamu husika.Wakaguzi rika hawa huhukumu miswada kwa usahihi wa kiufundi, manufaa, na umuhimu wa jumla ndani ya sekta ya umeme wa maji.
Kuongezeka kwa nyenzo mpya kunatoa fursa za kufurahisha kwa tasnia ya umeme wa maji.Mbao - iliyotumiwa katika magurudumu ya awali ya maji na penstocks - ilibadilishwa kwa sehemu na vipengele vya chuma katika miaka ya 1800 mapema.Chuma huhifadhi nguvu zake kupitia upakiaji wa uchovu mwingi na hupinga mmomonyoko wa cavitation na kutu.Mali yake yanaeleweka vizuri na michakato ya utengenezaji wa sehemu imekuzwa vizuri.Kwa vitengo vikubwa, chuma kinaweza kubaki nyenzo za chaguo.
Hata hivyo, kutokana na kupanda kwa mitambo midogo (chini ya MW 10) hadi yenye ukubwa mdogo (chini ya kW 100), composites inaweza kutumika kuokoa uzito na kupunguza gharama ya utengenezaji na athari za kimazingira.Hili ni muhimu hasa kutokana na hitaji linaloendelea la ukuaji wa usambazaji wa umeme.Uwezo wa umeme wa maji uliowekwa duniani, karibu MW 800,000 kulingana na utafiti wa 2009 na Washirika wa Nishati Mbadala wa Norway, ni 10% tu ya uwezo wa kiuchumi unaowezekana na 6% ya umeme unaowezekana kitaalam.Uwezo wa kuleta zaidi ya hydro inayowezekana kitaalam katika nyanja ya upembuzi yakinifu kiuchumi huongezeka kwa uwezo wa vipengele vya mchanganyiko kutoa uchumi wa kiwango.
Utengenezaji wa sehemu ya mchanganyiko
Ili kutengeneza penstock kiuchumi na kwa nguvu ya juu thabiti, njia bora ni vilima vya filamenti.Mandrel kubwa imefungwa na vidole vya nyuzi ambazo zimeendeshwa kupitia umwagaji wa resin.Vitambaa vimefungwa kwa kitanzi na mifumo ya helical ili kuunda nguvu kwa shinikizo la ndani, kuinama kwa longitudinal na kushughulikia.Sehemu ya matokeo hapa chini inaonyesha gharama na uzito kwa kila mguu kwa saizi mbili za penstock, kulingana na nukuu kutoka kwa wasambazaji wa ndani.Nukuu ilionyesha kuwa unene wa kubuni uliendeshwa na mahitaji ya ufungaji na utunzaji, badala ya mzigo mdogo wa shinikizo, na kwa wote wawili ulikuwa 2.28 cm.
Njia mbili za utengenezaji zilizingatiwa kwa milango ya wiketi na vanes za kukaa;mpangilio wa mvua na infusion ya utupu.Mpangilio wa mvua hutumia kitambaa kavu, ambacho huingizwa kwa kumwaga resin juu ya kitambaa na kutumia rollers kusukuma resin ndani ya kitambaa.Utaratibu huu sio safi kama uwekaji wa utupu na sio kila wakati hutoa muundo ulioboreshwa zaidi kulingana na uwiano wa nyuzi-to-resin, lakini inachukua muda kidogo kuliko mchakato wa uwekaji wa utupu.Uingizaji wa utupu huweka nyuzi kavu katika mwelekeo sahihi, na safu kavu huwekwa kwenye mifuko ya utupu na vifaa vya ziada vinaunganishwa ambavyo husababisha usambazaji wa resin, ambayo hutolewa kwenye sehemu wakati utupu unatumika.Utupu husaidia kudumisha kiasi cha resin kwa kiwango cha mojawapo na kupunguza kutolewa kwa viumbe tete.
Kesi ya kusongesha itatumia mpangilio wa mkono katika nusu mbili tofauti kwenye ukungu wa kiume ili kuhakikisha uso laini wa ndani.Nusu hizi mbili zitaunganishwa pamoja na nyuzinyuzi kuongezwa nje kwenye sehemu ya kuunganisha ili kuhakikisha uimara wa kutosha.Mzigo wa shinikizo katika kesi ya kusongesha hauitaji mchanganyiko wa hali ya juu wa nguvu, kwa hivyo safu ya mvua ya kitambaa cha fiberglass na resin ya epoxy itatosha.Unene wa kipochi cha kusongesha ulitokana na kigezo cha muundo sawa na penstock.Kitengo cha 250-kW ni mashine ya mtiririko wa axial, kwa hiyo hakuna kesi ya kusongesha.
Mkimbiaji wa turbine huchanganya jiometri changamano na mahitaji ya juu ya mzigo.Kazi ya hivi majuzi imeonyesha kuwa vijenzi vya muundo wa nguvu za juu vinaweza kutengenezwa kutoka kwa SMC iliyokatwa iliyokatwa na yenye nguvu na ugumu wa hali ya juu. kuzalisha unene unaohitajika.Njia hiyo hiyo inaweza kutumika kwa Francis na wakimbiaji wa propela.Mkimbiaji wa Francis hawezi kufanywa kama kitengo kimoja, kwani utata wa mwingiliano wa blade ungezuia sehemu hiyo kutolewa kutoka kwa ukungu.Kwa hivyo, vile vile vya kukimbia, taji na bendi hutengenezwa tofauti na kisha kuunganishwa pamoja na kuimarishwa na bolts kupitia nje ya taji na bendi.
Ingawa bomba la rasimu hutengenezwa kwa urahisi zaidi kwa kutumia vilima vya nyuzi, mchakato huu haujauzwa kwa kutumia nyuzi asilia.Kwa hivyo, mpangilio wa mikono ulichaguliwa, kwani hii ndiyo njia ya kawaida ya utengenezaji, licha ya gharama kubwa za kazi.Kutumia ukungu wa kiume sawa na mandrel, mpangilio unaweza kukamilishwa kwa usawa wa ukungu na kisha kugeuzwa wima ili kuponya, kuzuia kushuka kwa upande mmoja.Uzito wa sehemu za mchanganyiko zitatofautiana kidogo kulingana na kiasi cha resin katika sehemu ya kumaliza.Nambari hizi zinatokana na uzito wa nyuzi 50%.
Uzito wa jumla wa turbine ya chuma na mchanganyiko wa 2-MW ni kilo 9,888 na kilo 7,016, mtawalia.Vyuma vya 250-kW na turbine za mchanganyiko ni kilo 3,734 na kilo 1,927, mtawalia.Jumla huchukua milango 20 ya wiketi kwa kila turbine na urefu wa penstock sawa na kichwa cha turbine.Kuna uwezekano kwamba penstock itakuwa ndefu na kuhitaji uwekaji, lakini nambari hii inatoa makadirio ya kimsingi ya uzito wa kitengo na vifaa vya pembeni vinavyohusika.Jenereta, bolts na vifaa vya uanzishaji vya lango hazijumuishwa na inadhaniwa kuwa sawa kati ya vitengo vya mchanganyiko na chuma.Inafaa pia kuzingatia kwamba uundaji upya wa mkimbiaji unaohitajika kuhesabu viwango vya mkazo unaoonekana katika FEA ungeongeza uzito kwa vitengo vya mchanganyiko, lakini kiasi hicho kinachukuliwa kuwa kidogo, kwa mpangilio wa kilo 5 ili kuimarisha pointi na mkusanyiko wa dhiki.
Kwa uzani uliotolewa, turbine yenye mchanganyiko wa MW 2 na penstock yake inaweza kuinuliwa na Osprey ya haraka ya V-22, ilhali mashine ya chuma ingehitaji helikopta ya rota pacha ya Chinook ya polepole na isiyoweza kubadilika.Pia, 2-MW composite turbine na penstock inaweza kuvutwa na F-250 4×4, ambapo kitengo cha chuma kitahitaji lori kubwa ambayo itakuwa vigumu kuendesha kwenye barabara za misitu ikiwa usakinishaji ulikuwa wa mbali.
Hitimisho
Inawezekana kujenga turbines kutoka kwa vifaa vya mchanganyiko, na kupunguza uzito wa 50% hadi 70% ilionekana ikilinganishwa na vipengele vya chuma vya kawaida.Uzito uliopunguzwa unaweza kuruhusu turbine za mchanganyiko kusakinishwa katika maeneo ya mbali.Kwa kuongeza, mkusanyiko wa miundo hii ya mchanganyiko hauhitaji vifaa vya kulehemu.Vipengele pia vinahitaji sehemu chache kuunganishwa pamoja, kwani kila kipande kinaweza kufanywa katika sehemu moja au mbili.Katika uzalishaji mdogo ulioigwa katika utafiti huu, gharama ya molds na zana nyingine hutawala gharama ya sehemu.
Uendeshaji mdogo ulioonyeshwa hapa unaonyesha gharama ambayo ingegharimu kuanza utafiti zaidi katika nyenzo hizi.Utafiti huu unaweza kushughulikia mmomonyoko wa cavitation na ulinzi wa UV wa vijenzi baada ya usakinishaji.Inawezekana kutumia elastomer au mipako ya kauri ili kupunguza cavitation au kuhakikisha kwamba turbine inaendesha katika mtiririko na udhibiti wa kichwa ambao huzuia cavitation kutokea.Itakuwa muhimu kupima na kutatua masuala haya na mengine ili kuhakikisha kwamba vitengo vinaweza kufikia uaminifu sawa na turbine za chuma, hasa ikiwa zitawekwa katika maeneo ambayo matengenezo hayatakuwa ya mara kwa mara.
Hata katika mbio hizi ndogo, baadhi ya vipengele vya mchanganyiko vinaweza kuwa na gharama nafuu kutokana na kupungua kwa kazi inayohitajika kwa utengenezaji.Kwa mfano, kipochi cha kusongesha cha kitengo cha Francis cha 2-MW kingegharimu $80,000 kuchomezwa kutoka kwa chuma ikilinganishwa na $25,000 kwa utengenezaji wa mchanganyiko.Walakini, kwa kuzingatia muundo uliofanikiwa wa wakimbiaji wa turbine, gharama ya kuunda wakimbiaji wa mchanganyiko ni zaidi ya vifaa sawa vya chuma.Mkimbiaji wa 2-MW angegharimu takriban $23,000 kutengeneza kutoka kwa chuma, ikilinganishwa na $27,000 kutoka kwa mchanganyiko.Gharama inaweza kutofautiana kulingana na mashine.Na gharama ya vijenzi vya mchanganyiko ingeshuka sana kwa viwango vya juu vya uzalishaji ikiwa ukungu zinaweza kutumika tena.
Watafiti tayari wamechunguza ujenzi wa waendesha turbine kutoka kwa vifaa vya mchanganyiko.8 Hata hivyo, utafiti huu haukushughulikia mmomonyoko wa cavitation na uwezekano wa ujenzi.Hatua inayofuata ya turbine za mchanganyiko ni kubuni na kujenga modeli ya mizani ambayo itaruhusu uthibitisho wa uwezekano na uchumi wa utengenezaji.Kisha kitengo hiki kinaweza kujaribiwa ili kubaini ufanisi na ufaafu, pamoja na mbinu za kuzuia mmomonyoko wa ziada wa cavitation.
Muda wa kutuma: Feb-15-2022
