Детальная информация

В докладе рассмотрены новые научные подходы к созданию комбинированного когенерационного энергетического комплекса на основе малой или микрогидроэнергетики. В частности, рассмотрены наиболее эффективные для объектов микрогидроэнергетики подходы к созданию работоспособной конструктивной компоновки и проектированию для них гидротурбин малого и микро классов, обладающих высокой энергоэффективностью. Разработан критерий, позволяющий проводить оценку энергетической эффективности гидротурбин на ранней стадии проектирования расчётным методом, включающим прогнозную оценку функции гидравлического сопротивления ξГТ = f(Re) конкретной геометрии водовода. Изложены результаты теоретической задачи по созданию технологичной конфигурации лопастной системы с использованием теории Н. Е. Жуковского. Расчётно-численным моделированием гидродинамических решёток плоских профилей подтверждены и дополнены теоретические номограммы определения коэффициентов Сх, Сy. Представлена серия сравнительных результатов расчётных и экспериментальных исследований гидравлической части комбинированного энергетического комплекса – микрогидротурбины с экспериментальными лопастными системами, в том числе с модифицированной по принципу биомиметики (природоподобных технологий). На основе расчётных и экспериментальных исследований, показана перспективность выбранного направления развития малой и микрогидроэнергетики, а также эффективность подходов, которые были использованы при проектировании рабочих органов микрогидротурбин. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (уникальный идентификатор проекта RFMEFI58618X0060) и Министерства образования, молодёжи и спорта Чешской Республики (уникальный идентификатор проекта LTARF18).

The report examined new scientific approaches to the creation of a combined cogeneration energy complex based on small or micro-hydropower. In particular, the most effective approaches to micro-hydropower facilities were considered to create a workable structural layout and design small and micro-class hydroturbines with high energy efficiency for them. A criterion has been developed that makes it possible to evaluate the energy efficiency of hydro-turbines at an early stage of design using the calculation method, including a predictive estimate of the hydraulic resistance function ξht = f(Re) of a particular penstock geometry. The results of the theoretical task of creating a technologically advanced configuration of a blade system using Nicholas E. Zhukovsky theory. By calculating and numerically (CFD) simulating the hydrodynamic lattices of flat profiles, the theoretical nomograms for determining the coefficients Cx and Cy are confirmed and supplemented. A series of comparative results of computational and experimental studies of the combined energy complex hydraulic part – microhydroturbines with exper-imental blade systems, including those modified by the principle of biomimetics (nature imitation technologies) is presented. Based on the calculated and experimental studies, the prospects of the chosen direction of development of small and microhydroenergy are shown, as well as the effectiveness of the approaches that were used in the design of the working bodies of microhydro-turbines. This work was financially supported by the Russian Federation Ministry of Science and Higher Education (unique project identifier is RFMEFI58618X0060) and by the Czech Republic Ministry of Education, Youth and Sports (unique project identifier is LTARF18).