Модельные испытания.

Достаточно полные и надежные характеристики турбин, освещающие широкий диапазон режимов их работы, удается получить только экспериментальным путем. При проектировании турбин расчетным путем обычно разрабатывается несколько вариантов формы проточного тракта, а окончательная их оценка и отработка производятся на основании данных модельных испытаний на опытных стендах. В результате этих испытаний выдаются универсальные характеристики (модельные), по которым строятся эксплуатационные и другие характеристики для натурных условий.

Различают два вида стендов: энергетические, на которых выявляются все показатели работы турбин в бескавитационных условиях работы, и кавитационные, используемые для определения кавитационных показателей. Энергетические стенды рассчитываются на испытания моделей турбин диаметром от 250 до 460 (800) мм, кавитационные 250 ÷ 460 мм.

Энергетический стенд состоит из баков верхнего и нижнего бьефов, накопительной емкости и подающего насоса. Между баками монтируется модель турбины, причем выдерживается геометрическое подобие и спиральной турбинной камеры, и отсасывающей трубы. С целью поддержания уровня в верхнем баке в нем имеется водослив, через который сбрасывается в накопительную емкость избыток воды, подаваемой насосом. Для успокоения и выравнивания потока служат решетки. Напор на энергетических стендах обычно составляет 2—6 м.

Лабораторные испытания моделей гидротурбин производятся при различных открытиях лопаток направляющего аппарата, которые измеряются или расстоянием а₀в свету между двумя соседними лопатками направляющего аппарата, или выражается в долях от максимального открытия, принимаемого за единицу.

При каждом открытии регулирующего органа исследуют несколько 10 ÷ 12 режимов, соответствующих разным нагрузкам на валу турбины. Нагрузка измеряется посредством различных нагрузочных устройств, например генератора. При заданном открытии регулирующих органов и заданной нагрузке с помощью приборов определяют расход воды Q, протекающей через турбину, число оборотов в минуту n вала турбины и рабочий напор Н, а затем вычисляют приведенные числа оборотов, приведенный расход и к.п.д.:

n′₁ = , Q′₁ = , η = =

где N – мощность на валу турбины; N_П – мощность потока.

Замеренные во время испытаний данные и результаты подсчетов удобно свести в протокол, составляемый для каждого открытия, по форме, приведенной в таблице 1:

Таблица 1. Замеры и подсчеты при испытании моделей турбин.