Menghitung massa turbin air berdasarkan kepala dan aliran [ditutup]

Apakah ada formula, yang akan memungkinkan untuk memperkirakan massa rotor turbin air berdasarkan kepala dan aliran air, atau berdasarkan output energi final yang disediakan oleh turbin? Saya tertarik pada perkiraan kasar, bukan formula yang tepat.

Kisaran parameter yang saya minati adalah mulai dari 0 m hingga 500 m, dan mengalir dari ke $0\;\mathrm{m}^3/\mathrm{s}$ . Saya tidak tahu apakah ada perbedaan yang sangat signifikan dalam massa rotor antara Kaplan dan turbin Francis, tetapi idealnya saya tertarik pada massa rotor keduanya. $1000\;\mathrm{m}^3/\mathrm{s}$

Sunting: Saya tertarik pada penskalaan ukuran turbin secara umum. (Seberapa besar turbin planet daya 10 kW? Dan seberapa besar untuk pembangkit listrik 100 MW?) Massa turbin adalah parameter yang baik untuk mendapatkan gagasan tentang penskalaan sebagai diameter rotor atau parameter terkait ukuran turbin lainnya yang digunakan dalam praksis .

turbines

— Irigi
sumber

Terima kasih atas jawabannya dan atas komentarnya. Saya tertarik pada hubungan antara output daya dan massa turbin untuk mendapatkan gambaran bagaimana ukuran dan massa skala turbin dengan kepala dan aliran yang diperlukan. Saya ingin mendapatkan perkiraan kasar seberapa besar dan berat turbin untuk pembangkit listrik kecil 10 kW, atau berapa beratnya untuk pembangkit listrik 100 MW. Saya bukan seorang insinyur dan saya tidak membangun pembangkit listrik untuk tujuan tertentu. Yang saya inginkan adalah mendapatkan perkiraan kasar tentang bagaimana ukuran dan massa skala turbin dengan ukuran pembangkit listrik.

— Irigi

Motivasi saya berasal dari pembangunan dunia . Saya mencoba membuat spesifikasi teknis yang sangat kasar tentang koloni ruang angkasa di planet berbeda untuk sebuah novel fiksi ilmiah. Pertanyaannya adalah: mengingat muatan tetap, berapa banyak daya yang bisa saya harapkan dari turbin dengan massa tertentu dan membandingkannya dengan sumber energi lain yang tersedia. (Dan lakukan optimasi kasar antara massa dan daya.) Untuk tujuan ini, saya tidak perlu jawaban yang sangat tepat, tetapi saya perlu mengetahui skala massa dan daya pada ruang parameter yang cukup besar untuk mendapatkan ide apa yang masuk akal dan apa yang tidak.

— Irigi

Selain motivasi (asli) ini, saya juga bertanya hanya untuk mengetahui lebih banyak tentang ukuran khas pembangkit listrik tenaga air dari berbagai input daya. Dari perspektif teknik, minat saya cukup teoretis. (Saya harap penjelasan ini membantu, maaf jika motivasi saya agak aneh. :-))

— Irigi

Ah, begitu, jadi ini bukan masalah teknik yang sebenarnya Anda hadapi, dan itulah sebabnya Anda tidak bisa mengklarifikasi lebih jauh.

— EnergyNumbers

@Irigi melihat deskripsi hydroplants yang ada, lihat katalog untuk hydro kecil untuk mendapatkan ide dan mengunjungi pabrik.

— mart

Jawaban:

Saya tidak yakin mengapa Anda ingin massa rotor karena jauh lebih tergantung material daripada desain atau daya. Saya telah melihat turbin kaplan dibangun dari plastik, kuningan, dan baja. Jelas massa akan sangat berbeda.

Kecuali Anda membuat satu dari emas, saya membayangkan bahwa massa bukanlah tujuan akhir. Apa yang Anda coba lakukan dengan nilai massa ini? Kemungkinan akan berbeda turbin untuk turbin karena massa adalah sesuatu yang tidak perlu dioptimalkan dalam proses desain ini. Jika Anda memang membutuhkan massa, pendekatan terbaik adalah menghubungi pabrik turbin untuk rentang aliran yang Anda minati dan meminta berat pengiriman rotor pengganti.

— ericnutsch
sumber

Terima kasih atas jawaban Anda dan saya minta maaf karena terlambat membalas. Saya ingin mendapatkan perkiraan kasar tentang seberapa besar dan berat turbin 10 kW, atau pembangkit listrik 100 MW nantinya. Saya mengerti bahwa massa turbin sangat bergantung pada material yang digunakan, dan saya dapat menjelaskannya hanya dengan mengetahui kepadatan material. Namun, yang saya tidak tahu adalah, seberapa besar turbin harus menghasilkan daya yang dibutuhkan. Mungkin pertanyaan saya membingungkan, karena saya bertanya tentang massa, sementara saya harus bertanya tentang ukuran khas atau parameter terkait ukuran lainnya.

— Irigi

Saya bertanya tentang massa, karena (asalkan turbin dari baja), saya dapat menyimpulkan ukuran perkiraannya. Jika ada rumus yang mengaitkan beberapa parameter ukuran turbin utama dengan output pembangkit listrik atau mengalir melalui turbin, itu pada dasarnya akan menjawab pertanyaan saya juga. Saya tertarik dengan penskalaan ukuran turbin dari pembangkit kecil hingga besar.

— Irigi

Untuk tujuan pembangunan dunia, interpolasi cepat akan cukup. Untungnya, saya punya buku teks dengan beberapa titik data.

Turbin dua tahap 125 MW (HP / LP) memiliki bilah panjang 26 ", dengan pipa knalpot 14 'x 14' sedangkan sepupu 400 MW memiliki bilah panjang 33,5", dengan pipa knalpot 18 'x 20'. Turbin tiga tahap 1000 MW (HP / LP / LP) memiliki bilah panjang 43 "- tanpa pipa knalpot.

Semua ini adalah sub-kritis (bukan super-kritis ), sehingga head dapat diharapkan berada di bawah kisaran 3.200 psi - 2.400 psi adalah nilai khas untuk sebagian besar sistem sub-kritis.

Tentu saja, tanpa kondensor, turbin tidak berguna - kecuali jika Anda berbicara turbin gas. Untuk 125MW, perkirakan kondensor 36'-6 "x 24'-4" x 23'-7 "dengan pipa saluran masuk air 48". 400 MW adalah 43'-6 "x 38'-0" x 34'-3 ", dengan perpipaan air saluran masuk 78". Saya membayangkan 2 - 500 MW kondensor akan digunakan pada turbin 1000 MW, yang masing-masing 44'-6 ", x 41'-0" x 36'-1 "dan memiliki pipa 84", dengan 18'-0 bukaan knalpot "x 20'-0".

Meskipun ini tidak memberi Anda massa, ini memberi Anda dimensi seperti yang Anda cari. Semoga ini bisa membantu.

— Menandai
sumber