Akademik tadqiqotlar, tushunarli til

Verianla | O‘zbekcha akademik tadqiqotlar va ilm-fan

27 Sentabr 2026, Yakshanba
VERİANLAMustaqil ilmiy nashriyot
Menyuni ochish yoki yopish
...
Bosh sahifa / Amaliy fanlar / Energetika tadqiqotlari / Past Naporli Francis Turbinasida So‘rish Quvuriga O‘rnatilgan Tuberkulalar Bilan Keng Yuk Diapazonida Bosim Pulsatsiyasini Bostirishni Yaxshilash
Energetika tadqiqotlari

Past Naporli Francis Turbinasida So‘rish Quvuriga O‘rnatilgan Tuberkulalar Bilan Keng Yuk Diapazonida Bosim Pulsatsiyasini Bostirishni Yaxshilash

Tadqiqot past naporli Francis turbinasining keng yuk diapazonida ishlashi paytida yuzaga keladigan bosim pulsatsiyalarini so‘rish quvuri devoriga joylashtirilgan tuberkula shaklidagi bo‘rtmalar yordamida kamaytirish mumkinligini uch o‘lchamli hisoblash gidrodinamikasi hisoblari orqali o‘rganadi.

14/08/2026  Veri Anla 51 marta ko‘rildi
Past Naporli Francis Turbinasida So‘rish Quvuriga O‘rnatilgan Tuberkulalar Bilan Keng Yuk Diapazonida Bosim Pulsatsiyasini Bostirishni Yaxshilash

Tadqiqot past naporli Francis turbinasining keng yuk diapazonida ishlashi paytida yuzaga keladigan bosim pulsatsiyalarini so‘rish quvuri devoriga joylashtirilgan tuberkula shaklidagi bo‘rtmalar yordamida kamaytirish mumkinligini uch o‘lchamli hisoblash gidrodinamikasi hisoblari orqali o‘rganadi. 86 m ishchi naporga ega, 13 ta asosiy va 13 ta ajratuvchi parrakli, 175 MW nominal quvvatli turbina modelida tekis so‘rish quvuri PT bilan 10°, 15° va 20° aylana bo‘ylab joylashtirilgan PA, PB va PC tuberkula sxemalari taqqoslangan. Keng yuk diapazoni bo‘yicha umumiy baholashda PA sxemasi bosim pulsatsiyasini bostirish uchun eng maqbul tuzilma deb topilgan; PA uchun runner ichidagi bosim pulsatsiyasi koeffitsiyentida %15,81 gacha, so‘rish quvuri kirishidagi 13 fn va 26 fn komponentlarida mos ravishda %30,72 va %62,24 gacha, quyi qismdagi ayrim o‘lchash nuqtalarida esa %88,81 va %94,11 gacha kamayishlar qayd etilgan. Buning evaziga tuberkulalar turbina samaradorligida ish nuqtasiga bog‘liq ravishda %0,19–%1,45 oralig‘ida yo‘qotish keltirib chiqargan. Barcha natijalar raqamli modelga asoslangan; tadqiqot tuberkulalarning haqiqiy turbina ustida tajribaviy yoki dala miqyosida tasdiqlanganini ko‘rsatmaydi.

Hisob-kitoblar tuberkulalarning asosiy ta’siri runner ichidagi parrak girdoblarini yo‘qotish emas, balki so‘rish quvurining ayniqsa devorga yaqin hududidagi oqim tuzilishini o‘zgartirish ekanini ko‘rsatadi. Past yukda PA sxemasi aylana yo‘nalishidagi tezlik komponentini kamaytirgan, yirik devor girdoblarini zaiflashtirgan va oqim ajralishini cheklagan. Shu bilan birga tuberkulalar ortida yangi ustunsimon girdoblar hosil bo‘lishi mumkin; tadqiqotchilar ularning girdob intensivligi past ekanini bildiradi.

Turkiyadagi gidroelektr stansiyalari nuqtai nazaridan, tadqiqot o‘zgaruvchan qayta tiklanuvchi energiya ishlab chiqarish tarmoqda ortib borishi bilan gidroturbinalardan kengroq yuk diapazonlarida rostlovchi vosita sifatida foydalanish kontekstida texnik jihatdan qiziqarlidir. Biroq o‘rganilgan turbina geometriyasi, 86 m napor, runner dizayni va so‘rish quvuri o‘lchamlari muayyan modelga tegishli. Xuddi shu tuberkula geometriyasini Turkiyadagi mavjud Francis turbinalariga bevosita qo‘llash uchun stansiya va turbina bo‘yicha alohida CFD tekshiruvi, model yoki prototip tajribalari, kavitatsiya tahlili, konstruktiv tebranishni baholash va uzoq muddatli ekspluatatsion tekshiruv talab etiladi.

Tadqiqotning asosiy muammosi nima?

Francis turbinalari loyihaviy nuqtadan uzoq yuklarda ishlatilganda runner va so‘rish quvuri ichidagi aylanma oqim tuzilmalari o‘zgarishi mumkin. Ayniqsa qisman yuk sharoitida hosil bo‘ladigan girdoblar past chastotali bosim pulsatsiyalariga, tebranishga va o‘zgaruvchan mexanik yuklanishlarga hissa qo‘shishi mumkin. Tadqiqotning asosiy savoli ushbu gidrodinamik beqarorliklarni so‘rish quvuriga joylashtirilgan passiv geometrik bo‘rtmalar bilan kamaytirish mumkinmi, degan masaladir.

Tadqiqot bu savolni faqat so‘rish quvurini o‘zgartirish orqali emas, balki 13 ta asosiy parrak va 13 ta ajratuvchi parrakdan tashkil topgan maxsus runner geometriyasi bilan birga ko‘rib chiqadi. Tadqiqotchilar adabiyotda ajratuvchi parraklar hamda so‘rish quvuriga qo‘shilgan yiv, qanotcha yoki shunga o‘xshash oqim rostlagichlari alohida o‘rganilgan bo‘lsa-da, past naporli Francis turbinasida ajratuvchi parrakli runner va devor tuberkulalarining keng yuk diapazonidagi birgalikdagi ta’siri yetarlicha o‘rganilmaganini ta’kidlaydi.

Turbina va tuberkula geometriyasi qanday yaratilgan?

To‘liq uch o‘lchamli hisoblash sohasi yuqori quvur, spiral korpus, 11 ta qo‘zg‘almas parrak, 24 ta sozlanadigan yo‘naltiruvchi parrak, runner, so‘rish quvuri va quyi oqim kanalini o‘z ichiga oladi. Runner kirish diametri 5,42 m, nominal quvvat 175 MW va nominal aylanish tezligi 136,4 ayl/min deb berilgan. Runnerda 13 ta asosiy parrak va 13 ta ajratuvchi parrak mavjud.

Model parametriQiymat
Runner kirish diametri5,42 m
Asosiy parraklar soni13
Ajratuvchi parraklar soni13
Sozlanadigan yo‘naltiruvchi parraklar soni24
Qo‘zg‘almas parraklar soni11
Nominal quvvat175 MW
Nominal tezlik136,4 ayl/min
Ko‘rib chiqilgan napor86 m

Prototip so‘rish quvuri PT deb nomlangan. Uchta tuberkulali modelda aylana bo‘ylab burchak PA uchun 10°, PB uchun 15° va PC uchun 20° ni tashkil etadi. Tuberkulalar o‘q yo‘nalishida uch qator qilib joylashtirilgan. Birinchi qator so‘rish quvuri kirishidan 0,04D pastda, ketma-ket qatorlar orasidagi masofa 0,07D. Tuberkula balandligi so‘rish quvuri kirish diametri D ning %6,7 iga teng.

Bu yerda 10° lik PA sxemasi kichikroq aylana oralig‘i sababli zichroq joylashuvni anglatadi. Tadqiqotchilarning keng ish diapazoni bo‘yicha umumiy bahosida bosim pulsatsiyasini eng muvaffaqiyatli bostirish xulqi aynan shu sxemada olingan.

Raqamli to‘r ishonchliligi qanday tekshirilgan?

Hisoblash sohasida ham geksagonal, ham tetraedral elementlardan foydalanilgan. Besh xil to‘r zichligi 40% Pr sharoitida samaradorlik va moment bo‘yicha taqqoslangan; hujayralar soni 47,55 millionga yetganda ushbu kattaliklar sezilarli o‘zgarmagani uchun keyingi hisoblar shu to‘r bilan bajarilgan. Runner sohasi taxminan 28,28 million hujayra bilan umumiy to‘rning eng katta qismini tashkil etadi. So‘rish quvurida taxminan 3,97 million hujayra ishlatilgan.

Devor yaqinidagi yechim aniqligini baholashda o‘lchamsiz y+ taqsimotlari ham ko‘rib chiqilgan. Tadqiqotdagi to‘rdan mustaqillik yondashuvi juda katta hisoblash sohasiga qaramay yechim faqat bitta qo‘pol to‘r tuzilmasiga tayanmaganini ko‘rsatishi bilan kuchli jihatlardan biridir.

Vaqtga bog‘liq CFD yechimi qanday bajarilgan?

Vaqtga bog‘liq hisoblar statsionar yechim natijalaridan boshlangan. Runner aylanuvchi sanoq sistemasiga, boshqa komponentlar qo‘zg‘almas sanoq sistemasiga biriktirilgan va multiple reference frame (MRF) yondashuvi qo‘llangan. Bosim-tezlik bog‘lanishi uchun SIMPLEC algoritmi tanlangan.

Gradient hisobida eng kichik kvadratlar yondashuvi; impuls hadlarida bounded central difference; turbulent kinetik energiya va maxsus dissipatsiya nisbatida ikkinchi tartibli upwind diskretlashtirish ishlatilgani bildiriladi. Vaqt qadami 0,001 soniya va har bir vaqt qadamida 15 iteratsiya bajarilgan.

Umumiy vaqtga bog‘liq hisob 12 runner aylanishi yoki 5,28 soniya davom ettirilgan. Boshlang‘ich o‘tkinchi jarayonlar natijalarga ta’sir qilmasligi uchun dastlabki uch aylanishga tegishli bosim ma’lumotlari keyingi tahlillarga kiritilmagan.

Verianla Live: Raqamli tahlil zanjiri

Bu jarayon faqat tadqiqotda ochiq ko‘rsatilgan CFD va bosim pulsatsiyasi tahlili bosqichlarini namoyish etadi.

BosqichIzohManba
Geometrik model13 ta asosiy + 13 ta ajratuvchi parrakli runner hamda PT, PA, PB, PC so‘rish quvuri konfiguratsiyalari yaratildi.Bo‘lim 2.1; Shakl 1–2
To‘rdan mustaqillikBesh to‘r darajasi taqqoslandi; keyingi tahlillarda 47,55 million hujayrali to‘r ishlatildi.Bo‘lim 2.2; Shakl 3–5
Statsionar boshlang‘ich yechimVaqtga bog‘liq hisoblar statsionar yechim natijalaridan boshlandi.Bo‘lim 2.3
Vaqtga bog‘liq yechim0,001 s vaqt qadami va har bir vaqt qadamiga 15 iteratsiya ishlatildi.Bo‘lim 2.3
KuzatuvRunner parrak kanallari va so‘rish quvuridagi bosim o‘zgarishlari 12 aylanish davomida kuzatildi.Bo‘lim 2.3; Shakl 6
O‘tkinchi ma’lumotlarni chiqarib tashlashDastlabki uch runner aylanishiga tegishli ma’lumotlar tahlildan chiqarildi.Bo‘lim 2.3
Chastota tahliliBosim ma’lumotlari Cp bilan o‘lchamsizlashtirildi va FFT yordamida chastota sohasiga o‘tkazildi.Bo‘lim 3.4
 

Turbina samaradorligi qanday aniqlangan?

Tadqiqotda turbina samaradorligi quyidagi munosabat bilan aniqlangan:

\[ \eta = \frac{P}{\rho g H Q} \]

Bu yerda η turbina samaradorligini, P val chiqish quvvatini, ρ suyuqlik zichligini, g erkin tushish tezlanishini, H naporni va Q sarfni ifodalaydi.

Val quvvati esa:

\[ P = \frac{2\pi nT}{60} \]

ko‘rinishida berilgan. Bu yerda n runner aylanish tezligini, T esa runner momentini bildiradi.

Tuberkulalarning samaradorlikka to‘lovi qanday?

Tuberkulalar bosim pulsatsiyasini kamaytirar ekan, kichik, biroq nol bo‘lmagan gidravlik samaradorlik yo‘qotishini yuzaga keltirgan. Tadqiqotda keng yuk diapazonidagi samaradorlik yo‘qotishi %0,19 dan %1,45 gacha o‘zgarishi qayd etilgan. Eng katta yo‘qotish 28% Pr past yuk nuqtasida, eng kichik ta’sir esa 100% Pr nominal sharoit yaqinida kuzatilgan.

28% va 40% Pr past yuk nuqtalarida PB konfiguratsiyasi samaradorlik jihatidan PA ga qaraganda qulayroq. Biroq umumiy bosim pulsatsiyasi va oqim barqarorligi bahosida tadqiqotchilar PA ni afzal ko‘radi. Bu farq muhim: tadqiqotning optimallashtirish maqsadi faqat maksimal samaradorlik emas, balki keng yuk diapazonida barqaror ish va bosim pulsatsiyalarini kamaytirishdir.

Parrak bosim taqsimoti nima uchun o‘zgaradi?

Past yukda asosiy va ajratuvchi parraklarning old qirrasi bilan orqa qirrasi orasida sezilarli bosim gradientlari hosil bo‘ladi. Tadqiqotchilar tuberkulalar ayniqsa parraklarning orqa qirrasiga yaqin so‘rish yuzasidagi bosimni o‘zgartirishini va bu o‘zgarish parraklarning manfiy ish xulqini kuchaytirishini bildiradi.

Tuberkulalarning aylana bo‘ylab joylashuvi zichlashgan sari bu ta’sir past yukda yanada yaqqol bo‘ladi. Biroq nominal yukda bir xil tendensiya barcha konfiguratsiyalar uchun saqlanmaydi; shu sababli tuberkulalarning parrak yuklanishiga ta’siri ish nuqtasiga bog‘liq.

Girdob tuzilmalari qanday aniqlangan?

Runner va so‘rish quvuridagi girdob sohalarini aniqlashda Q-mezonidan foydalanilgan:

\[ Q=\frac{1}{2}\left(\lVert\Omega\rVert^2-\lVert S\rVert^2\right) \]

Bu yerda S tezlik gradientining simmetrik deformatsiya tezligi tenzorini, Ω esa antisimmetrik aylanish tenzorini ifodalaydi. Musbat Q sohalari aylanish ta’siri deformatsiya ta’siridan ustun bo‘lgan girdob tuzilmalarini aniqlash uchun ishlatiladi.

Past yukda runner parrak kanallarida yirik girdob tuzilmalari hosil bo‘lgan va ular so‘rish yuzasining kirish qismidan boshlab parrak balandligi bo‘ylab rivojlangani kuzatilgan. Nominal yuk yaqinlashganda mosroq kirish burchagi tufayli bu tuzilmalarning miqyosi kichraygan.

Tuberkulalar runner ichidagi mavjud parrak girdoblarini sezilarli tarzda yo‘qotmagani, hatto past yukda pastki halqa yaqinidagi ayrim girdob tuzilmalarini biroz kuchaytirishi mumkinligi ko‘rsatilgan. Biroq so‘rish quvurida, ayniqsa kirish devoriga yaqin yirik girdoblarda sezilarli o‘zgarish yuz bergan.

So‘rish quvuridagi girdoblar qanday o‘zgargan?

Prototip PT modelida past yuk paytida yirik girdoblar so‘rish quvuri kirish devori atrofida to‘planadi. Tuberkula qo‘shilishi bu devor girdoblarini bostirgan, shu bilan birga tuberkula ortida yangi ustunsimon girdoblar hosil qilgan. Tadqiqotchilar bu yangi tuzilmalarning girdob intensivligi pastroq ekanini bildiradi.

Bu natija tuberkulalar oqimni butunlay girdobsiz qilmasligini ko‘rsatadi. Geometriya yuqori intensivlikdagi yirik tuzilmalarni pastroq intensivlikdagi boshqa oqim tuzilmalari bilan almashtiradi. Shu sababli tadqiqot mexanizmi “girdoblarni butunlay yo‘q qilish” tarzida emas, balki girdob tuzilmasi va energiyasini qayta tashkil etish sifatida talqin qilinishi kerak.

Tezlik maydonidagi o‘zgarish nima uchun muhim?

Past yukda runner chiqishidagi aylana yo‘nalishidagi tezlik komponenti katta bo‘lib, so‘rish quvuri kirishidagi kuchli aylanma oqim bilan bog‘liq. Tuberkulali modellar devorga yaqin aylana tezligini kamaytirgan. PA sxemasida bu kamayish 28% Pr sharoitida taxminan %79, 40% Pr sharoitida taxminan %92 deb qayd etilgan.

28% Pr sharoitidagi vaqtga bog‘liq mutlaq tezlik tahlilida PA devorga yaqin hududda 0,3D joylashuvda taxminan %97,59, 0,5D joylashuvda taxminan %94,11 kamayish bergani bildirilgan. Bu foizlar tezlik kattaligiga tegishli va quyida keltirilgan bosim pulsatsiyasi kamayish foizlari bilan aralashtirilmasligi kerak.

Nominal yukda esa holat murakkabroq. Tuberkulalar devor yaqinidagi tezlikni pasaytirar ekan, markaziy hududdagi tezlikni oshirishi mumkin. Tuberkulalar tufayli oqim kesimining qisman torayishi ayrim markaziy hududlarda mahalliy tezlikning oshishiga olib kelgan. Shu sababli PA ning past yukdagi afzal mexanizmi nominal yukda aynan bir xil xulqni ko‘rsatmaydi.

Turbulent kinetik energiya nimani ko‘rsatadi?

Runner ichidagi turbulent kinetik energiya taqsimotlarida to‘rtta konfiguratsiya orasidagi farq past yukda cheklangan. So‘rish quvurida esa tuberkulalarning ta’siri ancha yaqqol. Past yukda so‘rish quvuri kirishi bilan 0,3D oralig‘ida tuberkulalar turbulent kinetik energiya taqsimotini sezilarli darajada o‘zgartiradi.

Tadqiqot talqiniga ko‘ra, tuberkulalar keltirib chiqaradigan qo‘shimcha turbulent kinetik energiya yo‘qotishi, ayniqsa so‘rish quvurining to‘g‘ri konussimon qismida samaradorlik pasayishining asosiy sabablaridan biridir. PB konfiguratsiyasining ayrim hududlarda pastroq turbulent kinetik energiya ko‘rsatishi PB ning samaradorlik jihatidan afzal bo‘lishini tushuntirish uchun ishlatilgan.

Bosim pulsatsiyasi koeffitsiyenti qanday hisoblangan?

Barcha kuzatuv nuqtalaridagi bosim o‘zgarishlari turbina naporiga nisbatan normallashtirilgan va bosim pulsatsiyasi koeffitsiyenti Cp qo‘llangan:

\[ C_p(i)=\frac{p(i)-\bar{p}}{\rho gH} \]

Bu yerda p(i) oniy bosimni, \bar{p} o‘rtacha bosimni, ρ zichlikni, g erkin tushish tezlanishini va H turbina naporini ifodalaydi. Vaqt sohasidagi bosim signallari keyin tez Fourier o‘zgartirishi (FFT) yordamida chastota sohasida tahlil qilingan.

Eng muhim bosim pulsatsiyasi natijasi nima?

Tadqiqotda turbina ichidagi eng katta bosim pulsatsiyasi manbai sifatida rotor-stator o‘zaro ta’siri ajralib turadi. So‘rish quvuri kirishida 13 fn komponenti eng yaqqol komponentlardan biridir; 26 fn komponenti esa asosiy va ajratuvchi parraklarning jami soni bilan bog‘langan kichikroq komponent sifatida muhokama qilingan.

PA sxemasi uchun so‘rish quvuri kirishidagi 13 fn komponentida ish nuqtasiga bog‘liq ravishda %12,55–%30,72, 26 fn komponentida esa %15,53–%62,24 kamayish qayd etilgan.

So‘rish quvurining quyi qismlaridagi ayrim devor kuzatuv nuqtalarida yanada katta mahalliy kamayishlar olingan. PA uchun 0,3D hududidagi D6 nuqtada 28% Pr va 13 fn sharoitida Cp 0,216% dan 0,024% gacha tushib, taxminan %88,81 kamaygan. 0,5D hududidagi D7 nuqtada, 40% Pr va 4 fn komponentida Cp 0,133% dan 0,008% gacha tushib, taxminan %94,11 kamaygan.

“PA eng yaxshi” degan ibora har bir o‘lchash nuqtasida to‘g‘rimi?

Yo‘q. PA ning tadqiqotchilar tomonidan eng yaxshi konfiguratsiya sifatida tanlanishi barcha yuk nuqtalari va kuzatuv hududlaridagi umumiy xulqqa asoslangan. Ayrim alohida sharoitlarda PB yoki PC kattaroq mahalliy kamayish beradi.

Masalan, 28% Pr sharoitida 0,3D dagi D2 kuzatuv nuqtasida 13 fn uchun prototip Cp qiymati 0,209% ni tashkil etadi. Shu nuqtada PA 0,026%, PB 0,016% va PC 0,042% bergan. Ushbu alohida nuqtada eng past Cp PB ga tegishli. Shunga qaramay, PB boshqa kuzatuv nuqtalarida Cp ni jiddiy oshirgani sababli tadqiqot umumiy keng-yuk tavsiyasida PA ni afzal ko‘radi.

Verianla Live: Bir xil nuqtada tuberkula sxemalarining Cp taqqoslanishi

Jadval 4 da berilgan 28% Pr, D2 va 13 fn sharoiti taqqoslanmoqda. Barcha qiymatlar bir xil kuzatuv nuqtasi, chastota va yuk sharoitiga tegishli. Bu mahalliy taqqoslash umumiy optimal tanlov o‘rnini bosmaydi.

So‘rish quvuri modeliCp (%)PT ga nisbatan o‘zgarish (%)MezonManba
PT0,209028% Pr, D2, 13 fₙJadval 4
PA — 10°0,026-87,748928% Pr, D2, 13 fₙJadval 4
PB — 15°0,016-92,179228% Pr, D2, 13 fₙJadval 4
PC — 20°0,042-79,966028% Pr, D2, 13 fₙJadval 4
 

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

  • Ko‘rib chiqilgan raqamli modelda so‘rish quvuri devoriga qo‘shilgan tuberkulalar bosim pulsatsiyalarining taqsimotini sezilarli darajada o‘zgartirishi mumkin.
  • PA sxemasi keng yuk diapazoni bo‘yicha umumiy baholashda bosim pulsatsiyasini eng muvaffaqiyatli bostiruvchi konfiguratsiya deb topilgan.
  • Past yukda tuberkulalar so‘rish quvuri devoriga yaqin aylana tezligini va yuqori intensivlikdagi yirik girdoblarni kamaytiradi.
  • Tuberkulalarning runner ichidagi parrak girdoblariga ta’siri so‘rish quvuridagi ta’siriga qaraganda cheklangan.
  • Bosim pulsatsiyasidagi yaxshilanish ma’lum gidravlik samaradorlik yo‘qotishi bilan birga yuz beradi.
  • Turli tuberkula aylana oraliqlari bir nuqtada bir xil natija bermaydi va optimal geometriya ishlash mezoniga qarab o‘zgarishi mumkin.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlamaydigan natijalar

  • Tadqiqot tuberkula geometriyasi haqiqiy gidroelektr stansiyasida bosim pulsatsiyasini xuddi shu nisbatlarda kamaytirishini isbotlamaydi.
  • Simulyatsiya natijalari prototip turbina ustidagi eksperimental tebranish, deformatsiya yoki charchash muddati o‘lchovi emas.
  • Bosim pulsatsiyasining kamayishidan to‘g‘ridan-to‘g‘ri muayyan xizmat muddati ortishi hisoblanmagan.
  • Tadqiqot barcha Francis turbina geometriyalari uchun 10° PA sxemasi universal optimal ekanini ko‘rsatmaydi.
  • Kavitatsiyaning batafsil ko‘p fazali rivojlanishi va tuberkulalarning kavitatsion eroziyaga uzoq muddatli ta’siri ushbu natijalar bilan bevosita isbotlanmagan.
  • Samaradorlik yo‘qotishining iqtisodiy ekvivalenti yoki stansiya miqyosidagi yillik energiya ishlab chiqarishga ta’siri hisoblanmagan.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Hisoblash modeli va raqamli parametrlar

ParametrTadqiqotda ishlatilgan qiymat/usul
Ishchi napor86 m
Nominal quvvat175 MW
Nominal tezlik136,4 ayl/min
Runner diametri5,42 m
Asosiy / ajratuvchi parrak13 / 13
Yo‘naltiruvchi / qo‘zg‘almas parrak24 / 11
Tuberkula sxemalariPA 10°, PB 15°, PC 20°
Tuberkula balandligi0,067D
Birinchi qator joylashuviSo‘rish quvuri kirishidan 0,04D
Qatorlar orasidagi o‘q bo‘ylab masofa0,07D
Tanlangan to‘r47,55 million hujayra
Bosim-tezlik bog‘lanishiSIMPLEC
Aylanuvchi soha yondashuviMRF
Vaqt qadami0,001 s
Iteratsiya / vaqt qadami15
Umumiy hisob12 runner aylanishi = 5,28 s
Tahlildan chiqarilgan boshlanishDastlabki 3 runner aylanishi
Girdob tahliliQ-mezoni
Chastota tahliliFFT

PA konfiguratsiyasining muhim bosim pulsatsiyasi natijalari

HududSharoit / komponentPA uchun qayd etilgan kamayishTalqin chegarasi
Runner ichidaKo‘rib chiqilgan PA nuqtalari ichidagi maksimal kamayish%15,81 gachaHar bir runner nuqtasida bir xil kamayish yo‘q
So‘rish quvuri kirishi13 fₙ%30,72 gachaYuk va kuzatuv nuqtasiga bog‘liq
So‘rish quvuri kirishi26 fₙ%62,24 gachaYuk va kuzatuv nuqtasiga bog‘liq
0,3D — D628% Pr, 13 fₙ%88,81Muayyan yagona devor kuzatuv nuqtasi
0,5D — D740% Pr, 4 fₙ%94,11Muayyan yagona devor kuzatuv nuqtasi
1D — D928% Pr, 0,22 fₙ%76,43Muayyan yagona kuzatuv nuqtasi

Bu qiymatlar bir xil tajriba sharoitining turli joylaridagi bitta uzluksiz o‘lchov qatori emas. Turli yuklar, chastota komponentlari va kuzatuv nuqtalari mavjud bo‘lgani uchun foizlar bitta umumiy grafik egri chizig‘i sifatida talqin qilinmasligi kerak.

Mahalliy yaxshilanish bilan umumiy optimal o‘rtasidagi farq

Jadval 3 da runner ichidagi ayrim alohida o‘lchovlarda PC %88,21 gacha kamayish bergani ko‘rsatiladi. Xuddi shuningdek, Jadval 4 da 28% Pr, D2 va 13 fn sharoitida PB taxminan %92,18 kamayish bergan. Biroq PB ayrim markaziy va quyi kuzatuv nuqtalarida Cp ni juda katta nisbatlarda oshirishi mumkin; masalan, tadqiqot jadvallarida ayrim ish nuqtalarida yuzlab foiz oshishlar qayd etilgan.

Shu sababli tadqiqotchilarning PA ni tanlash sababi bitta eng katta kamayish qiymati emas, balki kengroq yuk va joylashuv to‘plamida pulsatsiyalarni ko‘pincha kamaytirishi va ayrim nuqtalarni jiddiy yomonlashtirmasligidir.

Manbadagi terminologiya va chastota nisbatiga oid nomuvofiqlik

Manbaning turli bo‘limlarida ajratuvchi parrak uchun ham “spitter blade”, ham “splitter blade” yozuvi uchraydi. Texnik ma’no o‘zgarmasligi uchun bu yerda o‘zbekcha “ajratuvchi parrak” atamasi ishlatilgan; manbadagi yozuv farqi jimlik bilan yo‘q qilinmaydi.

Bundan tashqari, bosim pulsatsiyasi bo‘limida 13 fn komponenti asosiy parraklarning rotor-stator ta’siri bilan yuzaga kelishi tushuntirilgan bo‘lsa, natijalar bo‘limida 13 fnajratuvchi parraklar soniga mos kelishi aytiladi. Modelda ham asosiy, ham ajratuvchi parraklar soni 13 bo‘lgani uchun raqamli chastota mosligi o‘zgarmaydi; biroq mexanizm qaysi parrak guruhiga tegishli ekani borasida manba matni to‘liq izchil emas.

Tadqiqotning kuchli jihatlari

  • To‘liq uch o‘lchamli va keng qamrovli turbina oqim sohasining modellashtirilishi.
  • 47,55 million hujayragacha yetgan to‘r tuzilmasi uchun to‘rdan mustaqillik tekshiruvi o‘tkazilishi.
  • Samaradorlik, moment va sarf bilan birga parrak bosimi, girdob, tezlik, turbulent kinetik energiya va bosim spektrlarining birgalikda baholanishi.
  • Uch xil tuberkula zichligining bir xil prototip geometriya bilan taqqoslanishi.
  • Bosim pulsatsiyalarining faqat umumiy amplituda bilan emas, turli chastota komponentlari va ko‘plab kuzatuv nuqtalari bo‘yicha tahlil qilinishi.
  • Oqim barqarorligi yaxshilanishining samaradorlikdagi narxi alohida va ochiq ko‘rsatilishi.

Asosiy cheklovlar

Tadqiqotning eng muhim cheklovi natijalarning raqamli simulyatsiyaga asoslanishidir. Ko‘rib chiqilgan tuberkula sxemasi fizik model sinovi yoki to‘liq o‘lchamli turbina dala o‘lchovi bilan bevosita tasdiqlangani ko‘rsatilmagan. Shu sababli hisoblangan Cp kamayishlari haqiqiy stansiya ekspluatatsiyasida aynan shu kattalikda yuz beradigan aniq ishlash ko‘rsatkichlari sifatida ishlatilishi mumkin emas.

Bundan tashqari, natijalar muayyan 175 MW, 86 m naporli Francis turbina va muayyan runner/so‘rish quvuri geometriyasi uchun olingan. Geometrik masshtab, solishtirma tezlik, so‘rish quvuri shakli, yo‘naltiruvchi parrak ochilishi, kavitatsiya sharoitlari va ekspluatatsiya xususiyatlari o‘zgarsa, optimal tuberkula oralig‘i ham o‘zgarishi mumkin; tadqiqot boshqa turbinalarga universal geometriya ko‘chirishni taklif qilmaydi.

Tuberkulalar bosim pulsatsiyasini kamaytirar ekan, samaradorlikni biroz pasaytiradi. Shu sababli usulning haqiqiy muhandislik qiymati faqat maksimal Cp kamayishi bilan emas, balki samaradorlik yo‘qotishi, konstruktiv yuklar, ishlab chiqarish, kavitatsiya xulqi va uzoq muddatli ekspluatatsion ishonchlilikni birgalikda baholash orqali aniqlanishi kerak.

Manba va Usul Qaydi

To‘liq asl tadqiqot nomi: Enhancing Pressure Pulsation Suppression of Wide-Load Operation for a Low-Head Francis Turbine with Tubercles Installed on Draft Tube

Mualliflar: Lei Tang; Xiu Wang; Xiaowen Huang; Tianyi Shi; Rui Zhao; Wen-Quan Wang.

Mualliflar tartibi: Yuqoridagi tartib yuklangan manbada berilgan shaklda saqlangan.

Teng hissa/teng birinchi mualliflik: Yuklangan versiyada teng hissa yoki teng birinchi mualliflik bayonoti mavjud emas.

Mas’ul muallif: Wen-Quan Wang.

Mas’ul muallif elektron pochta manzili: wqwangkm@126.com

Muassasa: State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering, College of Water Resource & Hydropower, Sichuan University, Chengdu 610065, China.

Ko‘rib chiqilgan manba turi: Raqamli/hisoblash gidrodinamikasiga asoslangan tadqiqot preprinti.

Ko‘rib chiqilgan versiyaning taqriz holati: Bu tadqiqot taqrizdan o‘tmagan preprint versiyasidir; natijalar ushbu nashr bosqichi inobatga olingan holda baholanishi kerak.

Preprint platformasi: SSRN.

SSRN ro‘yxatga olish raqami: 6934161.

Preprint rasmiy havolasi:SSRN 6934161

Preprint DOI: Yuklangan versiyada DOI ma’lumoti mavjud emas; shu sababli preprint DOI manba matniga asoslanmasdan qo‘shilmagan.

Keyingi taqrizdan o‘tgan versiya: Bibliografik tekshiruvda ayni sarlavhali tadqiqotning Energy jurnalida chop etilgan versiyasi aniqlangan.

Taqrizdan o‘tgan versiya DOI: 10.1016/j.energy.2026.142141.

Jurnal: Energy.

Nashriyot: Elsevier.

Taqrizdan o‘tgan versiyaning onlayn nashr sanasi: 2 Avgust 2026.

Taqrizdan o‘tgan versiyaning rasmiy havolasi:10.1016/j.energy.2026.142141

Versiyalarni ajratish: Ushbu Verianla izohidagi ilmiy usul, formulalar va raqamli natijalar yuklangan SSRN preprint versiyasiga asoslangan. Taqrizdan o‘tgan versiyaning to‘liq matni mazkur material tayyorlanayotganda asosiy ilmiy manba sifatida ishlatilmagan va ikki versiyaning ilmiy ma’lumotlari jimlik bilan birlashtirilmagan.

Moliyalashtirish: Tadqiqot National Major Science and Technology Projects of China doirasida Grant No. 2024ZD0801800 ko‘magini bildiradi.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Yuklangan versiyada alohida manfaatlar to‘qnashuvi bayonoti aniqlanmagan.

Ma’lumotlar mavjudligi: Yuklangan versiyada alohida ma’lumotlar mavjudligi bayonoti yo‘q.

CRediT/muallif hissalari: Yuklangan versiyada batafsil CRediT hissalar jadvali mavjud emas.

Litsenziya: Ko‘rib chiqilgan versiyada ochiq Creative Commons yoki unga teng qayta foydalanish litsenziyasi aniqlanmagan. Shu sababli manba rasmlari bu yerda aynan ko‘chirilmagan, raqamli natijalar ko‘rinadigan HTML jadvallari bilan tushuntirilgan.

Ilmiy usul chegarasi: Tadqiqot fizik prototip yoki dala tajribasidan ko‘ra uch o‘lchamli raqamli simulyatsiyaga asoslanadi. Shu sababli bosim pulsatsiyasi, tezlik va girdob kamayishi qiymatlari o‘rganilgan hisoblash modelining natijalari bo‘lib, haqiqiy stansiya turbinasidagi aniq ishlash kafolati sifatida talqin qilinmasligi kerak.

Manba ichidagi nomuvofiqlik qaydi: Matnda “spitter” va “splitter” yozuvlari birgalikda ishlatiladi. Bundan tashqari, 13 fₙ dominant chastotasining qaysi parrak guruhiga tegishli ekani natijalar bo‘limi bilan bosim pulsatsiyasi izohi orasida turlicha ifodalangan. Har ikki parrak guruhida ham 13 ta parrak bo‘lgani uchun chastota soni o‘zgarmaydi, ammo fizik izoh nuqtai nazaridan bu noaniqlik saqlangan.

Mazmun tamoyili: Maqoladagi ilmiy natijalar faqat ko‘rib chiqilgan tadqiqotga asoslanadi. Tashqi manba faqat tadqiqot identifikatori va keyingi Energy nashrining bibliografik tasdig‘i uchun ishlatilgan; asosiy ilmiy bayonga boshqa tadqiqotlardan yangi natija qo‘shilmagan.


Ulashish:

Izohlar ko‘rib chiqilgandan keyin e’lon qilinadi.Izohingiz tasdiqlash jarayoniga yuboriladi va ma’qullangach ko‘rinadi.

Izoh qoldiring

E-pochta manzilingiz chop etilmaydi. Majburiy maydonlar * bilan belgilangan

Bu saytda cookie-fayllarga ruxsat berish foydalanish tajribangizni yaxshilaydi. Cookie-fayllar siyosati