초록
본 논문에서는 사각형 개수로에서 수차 흘수 변화에 따른 회전 효율 파악을 위한 시뮬레이션을 수행하였다. 수차를 이용한 개수로 초소수력발전에서 수차의 최고 효율을 얻는 것은 매우 중요하나 개수로의 흐름에서 자유 수표면의 존재와 수로벽에 존재하는 마찰로 인하여 불균일한 유속 분포를 갖기 때문에 복잡한 요소로 인하여 이를 수학적으로 계산해 내지 못하고 있다. 본 논문에서는 실제와 비슷한 사각형 개수로 모형을 만들어 물리적 시뮬레이션을 수행하되 모형 환경에 자동 제어 장치를 부착하고 컴퓨터 프로그램을 통하여 2단계 유량 변화, 3단계 기울기 변화를 줄 수 있을 뿐 아니라 수로로 흐르는 물의 깊이를 잴 수 있게 하고, 물 깊이를 통한 10단계 흘수 변화에서 각 단계마다 30회씩 4회 시뮬레이션을 수행하고, 자료를 수집하고 분석하여 유량과 수로의 기울기, 흘수 변화에 따른 수차 회전 효율 특성의 다양한 경향을 확인하였다.
In this paper, simulations were carried out to determine the efficiency of the rotation efficiency according to the draft of waterwheel in open rectangular channel. In the small hydroelectric generators to get the highest efficiency of waterwheel is very important. But the presence of various elements(free water surface flow, non-uniform velocity distribution because of the waterways wall friction etc) makes it difficult to create a mathematical formula. In this paper, we made a scale model and perform a physical simulation where the draft, gradient and flux is variable. Scale modelling with 10-step draft, 3-step gradients and 2-step flux, as well were constructed then computerized automatic experimental system were configured to acquire the rotational efficiency vs. draft of itself. Rotational efficiency is analyzed as for the draft of waterwheel using the acquired data by varying the gradient and flux of canal. Reviewing the analyzed data, it is confirmed that phenomena of efficiency shown at previous and present experiment is similar and revealed that computerized system shows more sophisticated numerical figures.
