Malé vodní turbíny

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav mechaniky tekutin a termodynamiky

Anotace:

Předmět je určen studentům v navazujícím magisterském programu Strojní inženýrství, oboru Energetika. Studenti se podrobněji seznámí se základními typy vodních turbín, jejich konstrukcí a s jejich provozními vlastnostmi. Předmět umožní studentům komplexnější orientaci v problematice volby typu, konstrukčního řešení a provozu malých vodních turbín.

Požadavky:

Mechanika tekutin, P, 212 1501

Osnova přednášek:

1. Vodní energie a její využívání. Rozdíly mezi malou a velkou vodní elektrárnou (ukázky prospektů). Uplatnění a význam malých vodních elektráren. Rozdělení malých vodních elektráren.

2. Hydroenergetický potenciál vodního toku (teoretický až technicky využívaný). Základní parametry hydroenergetického díla (spád a průtok) a způsoby jejich stanovení. Úvod do pojmu vodní turbína (ukázky - od historických až po současné moderní typy).

3. Rozdělení hydraulických strojů, začlenění turbín v oboru. Specifikace pojmu hydraulická energie. Rozdělení vodních turbín. Základní typy turbín (hlavní konstrukční součásti) a jejich bližší charakteristika.

4. Hlavní a přidružené parametry turbíny. Ztráty energie ve vodní elektrárně a v turbíně.

5. Eulerova energetická rovnice, odvození a význam. Měrné otáčky turbíny. Volba optimálního typu turbíny.

6. Základní koncepční a návrhové směrnice pro řešení zařízení pro přívod vody k rozváděcímu ústrojí a zařízení pro odvod vody od turbíny (přivaděč, spirála, sací trouba).

7. Podstata řešení rozváděcího ústrojí (rozváděcí kolo přetlakových turbín, natáčecí ústrojí rozváděcích lopatek, regulační ústrojí rovnotlakých turbín). Tvary oběžných kol, tvary a počty lopatek.

8. Principy řešení oběžného kola Francisovy, Kaplanovy, Peltonovy a Bánkiho turbíny.

9. Principy řešení oběžného kola Francisovy, Kaplanovy, Peltonovy a Bánkiho turbíny.

10. Účel modelování a základní typy podobnosti. Parametry podobných strojů, přepočtové vztahy. Jednotkové parametry a charakteristiky vodních turbín.

11. Možnosti použití hydrodynamických čerpadel jako malých vodních turbín.

12. Zápočtový test.

Osnova cvičení:

Příklady navazující přednášky (např. parametry turbíny, ztráty energie v přivaděči, hrubý odhad výroby elektrické energie v malé vodní elektrárně, volba optimálního typu turbíny).

Cíle studia:

Cílem je seznámit podrobněji zájemce z řad studentů s možnostmi a způsoby hospodárného využití místních zdrojů vodní energie (o výkonech do 10 MW) a dále s vlastnostmi, konstrukcí, projekčními hledisky i provozem malých vodních turbín.

Studijní materiály:

Základní:

Melichar J.: Hydraulické a pneumatické strije, Část vodní turbíny. Skripta, strojní fakulta ČVUT Praha, Česká technika - nakladatelství, 2013, 146 s., ISBN 978-80-01-05283-9.

Melichar, J., Vojtek, J., Bláha, J.: Malé vodní turbíny, konstrukce a provoz. 1. vyd. Praha, Vydavatelství ČVUT, 1998.

Doporučené:

Bláha J., Brada K.: Hydraulické stroje - technický průvodce. SNTL Praha, 1991.

Nechleba M.: Vodní turbíny, jejich konstrukce a příslušenství. SNTL Praha, 1964.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• 02 098 NSTI ENE 2012 základ (povinně volitelný předmět)