
Эфиопские исследователи из Мекельского университета оценили влияние формы лопаток на работу поперечно-поточной турбины, применяемой в малых гидроэлектростанциях. Выяснилось, что правильный выбор профиля лопаток может существенно повысить энергоотдачу таких турбин, что особенно актуально для удаленных или сельских районов страны, где централизованное электроснабжение затруднено.
Согласно полученным результатам, наибольшую эффективность продемонстрировали аэродинамические лопатки. Их КПД достигал 83,5% благодаря стабильному обтеканию, минимальному уровню завихрений и сниженным потерям на выходе. Особенно хорошо они показали себя в диапазоне скоростей 670–800 об/мин. Острые лопатки также показали высокие результаты, особенно в среднем диапазоне скоростей, но оказались менее устойчивыми к отклонениям от оптимального режима. Плоские и округлые лопатки, хотя и проще в изготовлении, продемонстрировали худшие показатели, теряя до 20–25% потенциальной энергии из-за выраженной турбулентности и отрывов потока. Еще один важный вывод исследования: до 70% всей полезной энергии извлекается уже на первом этапе прохождения воды через турбину — в момент первичного контакта струи с лопатками. Поэтому точное направление потока и форма лопатки на входе критически важны для общей эффективности.
В дальнейшем исследователи из Эфиопии планируют проверить полученные данные на физических прототипах. Также они предлагают рассмотреть возможность создания гибридных лопаток — например, с закругленной входной частью для повышения механической прочности и аэродинамически оптимизированным выходом для минимизации потерь.
Фото: © Глобальная энергия
Источник: Глобальная энергия