Энергетический эффект отсасывающей трубы.

Для его определения найдём значение е₂ в предположении, что отсасывающая труба отсутствует. В этом случае вода из рабочего колеса со скоростью v₂ выбрасывается в атмосферу и свободно падает в нижний бьеф.

Следовательно,

(5)

Сравнивая (5) и (4), устанавливаем, что отсасывающая труба увеличивает используемую турбиной энергию на

(6)

Отсюда следует, что отсасывающая труба позволяет:

1) полностью использовать энергию, соответствующую высоте установки турбины Н_S над нижним бьефом (важно при Н_S > 0);

2) использовать значительную часть кинетической энергии, которой обладает вода при выходе из рабочего колеса.

2.4.Коэффициент восстановления отсасывающей трубы.

КПД, или коэффициент восстановления отсасывающей трубы η_отс. определяют отношением

(7)

Средние значения η_отс. можно считать следующими:

У прямоосной конической трубы 0,75 – 0,85

У прямоосной раструбной 0,6 - 0,7

У изогнутой 0,58 – 0,75.

Коэффициент α₅ зависит от относительных размеров и формы отсасывающей трубы, формы лопасти рабочего колеса и от режима работы. Он имеет следующие значения:

Оценим, насколько существенную часть от всей энергии, располагаемой турбиной, составляет кинетическая энергия потока за рабочим колесом. Эта величина определяется отношением:

(8)

Ориентировочная зависимость от напора для полной мощности турбины показана на рис. 28.

Рис. 28. Зависимость относительной кинетической энергии

за рабочим колесом от напора турбины

Как видно, в низконапорных турбинах кинетическая энергия за рабочим колесом может составлять 50-90 % суммарной энергии Р и только у высоконапорных турбин при Н > 100 м она составляет менее 10 %.

Следовательно, возможность использования кинетической энергии е₂ в значительной мере определяет эффективность турбины, указывает на большое значение отсасывающих труб, особенно при низких и средних напорах.