The purpose of this study is to examine the effect of nozzle shapes on the performance and internal flow characteristics of a cross-flow type hydro turbine for wave power generation. The performance of the turbine is calculated with the variation of rotational speed for 4 types of the nozzle shape using a commercial CFD code. The results show that nozzle shape should be designed considering available head of the turbine. Best efficiencies of the turbine by 4 types of the nozzle shape do not change largely but overall performances varies mainly by the nozzle width. The output power of the cross-flow type hydro turbine changes considerably by the nozzle shape and a partial region of stage 2 in the runner blade passage produces maximum regional output power in comparison with the other runner blade passage areas.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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제4권2호
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pp.243-254
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2011
In the present paper, we focus on the flow computation of a low head Propeller turbine at a wide range of design and off-design operating conditions. First, we will present the results on the efficiency hill chart prediction of the Propeller turbine and discuss the consequences of using non-homologous blade geometries for the CFD simulation. The flow characteristics of the entire turbine will be also investigated and compared with experimental data at different measurement planes. Two operating conditions are selected, the first one at the best efficiency point and the second one at part load condition. At the same time, for the same selected operating points, the numerical results for the entire turbine simulation will be compared with flow simulation with our standard stage calculation approach which includes only guide vane, runner and draft tube geometries.
The purpose of this study is to examine the effect of nozzle shape on the performance and internal flow of a cross-flow hydro turbine. CFD analysis for three kinds of nozzle shape is conducted to simulate the effect of nozzle shape. The results reveal that relatively narrow nozzle width is effective to increase the turbine efficiency and output power. Almost output power is achieved at Stage 1. Therefore, optimum design of the nozzle shape is necessary to improve the turbine performance. Recirculation flow in the runner passage decreases the turbine efficiency and output power because the flow make hydraulic loss and collision loss in the region. Air should be put into the runner passage and the recirculating flow should be suppressed by the air layer in the runner.
A digital Governor (GOV) has been developed for being used for a Francis hydro turbine, and the validity of the GOV has been tested. As for the hardware system for the GOV, we purchased a basic digital control system that already had proven its reliability in the power industry. We developed a set of new GOV software and integrated it with the hardware system, and finally verified the performance of the whole GOV system. For the human-machine interface (HMI), we configured and implemented appropriate graphic interfaces for the turbine operations. This paper describes the major GOV control functions, approaches we took in developing the GOV control logics, and the validity tests and the results.
Manderla, Maximilian;Kiniger, Karl N.;Koutnik, Jiri
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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제8권2호
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pp.63-72
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2015
Water hammer phenomena are important issues for the design and the operation of hydro power plants. Especially, if several reversible pump-turbines are coupled hydraulically there may be strong unit interactions. The precise prediction of all relevant transients is challenging. Regarding a recent pump-storage project, dynamic measurements motivate an improved turbine modeling approach making use of a Thoma number dependency. The proposed method is validated for several transient scenarios and turns out to improve correlation between measurement and simulation results significantly. Starting from simple scenarios, this allows better prediction of more complex transients. By applying a fully automated simulation procedure broad operating ranges of the highly nonlinear system can be covered providing a consistent insight into the plant dynamics. This finally allows the optimization of the closing strategy and hence the overall power plant performance.
본 논문은 수력터빈시스템에서 동력학 시스템 모델의 매개변수를 얻기 위해 유전알고리즘과 모델 조정기법을 적용하고, 수력터빈시스템으로부터 취득한 실제 운전데이터를 사용하여 계수간을 얻었다. 완성된 모델과 실제시스템의 출력 데이터와 비교하여 유효성을 검증한다. 완성된 모델에 유전알고리즘을 이용하여 제어기의 최적 PID 이득값을 찾을 수 있도륵 하였으며, 디지털 조속기의 적용시에 발생할 수 있는 시행착오를 줄이도록 하는데 목적이 있다고 하겠다.
The propeller type hydro turbine model with vertical axis has been tested and analyzed. The blade angle of turbine model were designed to be varied according to the condition of head and flowrate. When the changes in head and output were comparatively large, the efficiency drop were small, so the efficiency characteristics and stability of the entire operating condition were maintained in good condition. These results showed that the developed model in this study will be suitable for small hydro power stations with large changes in head and load such as sewage treatment plants and agricultural reservoirs.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제35권8호
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pp.1070-1077
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2011
본 연구는 해양소수력발전소에서의 튜블러 수차의 성능평가를 위한 현장시험 및 그 결과에 대한 내용을 포함하고 있다. 현장시험용 수차의 발전기 최소출력은 측정된 유효낙차, 출력 그리고 효율을 이용하여 검토되었다. 정격 및 최대 출력시험은 수차 설치현장의 조수간만의 차에 의한 영으로 인하여 동일한 실험조건을 확보할 수 없었기 때문에 모델시험에 의한 성능 데이터를 이용하여 환산된 값을 사용하였다. 현장시험에 의한 수차의 성능은 최소출력, 정격출력, 최대출력 운전점에서 보증출력 및 보증효율을 만족시키는 결과를 나타냄을 확인하였다.
The aim of this paper is to examine the hydraulically optimized camber of a blade. Prior studies have tried to determine the sound method of design on small-hydro turbines. These have appeared to realize a reasonably efficient small-hydro turbine. Nonetheless, specific and accurate design data have not as yet been established for the shape of the runner blade. Hence, this study examines the performance characteristic of an axial propeller turbine with 0~8% camber variations. The results of output power, efficiency, and pressure distribution of the turbine are graphically depicted. The definition of camber refers to the NACA airfoil. The commercial finite element analysis (FEA) packages, ANSYS, and CFX are used in this study. The results revealed the performance characteristics on small-hydro turbine and suggested a highly efficient section shape of the runner.
The purpose of this study is to explain the importance of Vibration Monitoring Device by introducing an example of Predictive Maintenance System using Condition Monitoring System of Hydro-turbine generator. Confirming vibration of generation equipment is commissioning procedure during equipment completion for checking guaranteed items. Data from Generator output range are used to determine output band to continue the performance of equipment. The Vibration Monitoring System is not absolute method of maintenance, but if it is used well with expert, it will be visible, data-analyzed, scientific maintenance more than others. And also, Condition Monitoring System is very important for remote controlled small hydro-power plant although most of it is installed in Large hydro-power plant.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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