Dragrör

Dragrör installerat ovanför stjärtbanan

Draft Tube är ett divergerande rör som är monterat vid utgången från löparen från turbinen och används för att utnyttja den kinetiska energin som finns tillgänglig med vatten vid utgången från kanalen. '.

Detta dragrör i änden av turbinen ökar trycket på den utgående vätskan på bekostnad av dess hastighet. Detta gör att turbinen kan minska trycket i högre grad utan rädsla för bakflöde från svansloppet.

I en impulsturbin är den tillgängliga fallhöjden hög och det blir ingen nämnvärd effekt på verkningsgraden om turbinen placeras ett par meter ovanför stjärtbanan . Men i fallet med reaktionsturbiner, om näthöjden är låg och om turbinen är installerad ovanför stjärtbanan, kan det finnas avsevärda förluster i tillgängligt tryckhöjd för att driva turbinen. Om trycket hos vätskan i ändloppet är högre än vid utloppet från turbinen, kan ett tillbakaflöde av vätska in i turbinen resultera i betydande skada.

Genom att placera ett dragrör (även kallat diffusorrör eller rör) vid turbinens utgång, ökas turbinens tryckhöjd genom att minska utgångshastigheten, och både den totala verkningsgraden och turbinens effekt kan förbättras. Dragröret fungerar genom att omvandla en del av den kinetiska energin vid utgången av turbinröret till användbar tryckenergi.

Att använda ett dragrör har också fördelarna att turbinstrukturen placeras ovanför stjärtbanan så att eventuella nödvändiga inspektioner kan göras enklare och minska mängden schaktning som krävs för konstruktionen.

Effektivitet

Koniskt dragrör

Det definieras som förhållandet mellan den faktiska omvandlingen av kinetisk energi till tryckenergi i dragröret och den rörelseenergi som finns tillgänglig vid dragrörets inlopp

ɳ = Skillnaden mellan kinetisk energi mellan inlopps- och utloppsrörsförluster/kinetisk energi vid inloppet.

ɳ _dt = : ${\frac {(V_{2}^{2}-V_{3}^{2})-2gh_{ d}}{V_{2}^{2}}}$

V ₂ = Vätskehastighet vid inloppet av dragröret eller vid utloppet av turbinen

V ₃ = Vätskehastighet vid utloppet av dragröret

g= gravitationsacceleration

h _d = tryckhöjdsförluster i dragrör

Draft Tube gör att turbinen kan placeras ovanför svansloppet och låter den samtidigt arbeta med samma effektivitet om den var placerad vid stjärtbanan.

Dragrör och kavitation

enkelt armbågsrör

Armbågstyp med rektangulärt tvärsnitt

Kavitation uppstår när det lokala absoluta trycket faller under vattnets mättade ångtryck för vattentemperaturen. Höjden på dragröret är en viktig parameter för att undvika kavitation. Tillämpning av Bernoullis ekvation mellan utloppet från löparen och utloppspunkten för dragröret och försummar eventuella tryckförluster i dragröret)

$z_{2}\,+\,{\frac {p_{2}}{ \rho g}}\,+\,{\frac {V_{2}^{2}}{2\,g}}\,=\,z_{3}\,+\,{\frac {p_{ 3}}{\rho g}}\,+\,{\frac {V_{3}^{2}}{2\,g}},$

z ₂ = z (Höjden på dragröret)

z ₃ = höjden på svansloppet som refereras till som referenslinje (=0)

p ₂ = tryck vid löparens utlopp

p ₃ = manometertryck

${\frac {p_{2}}{\rho g}}\,=\,-\,\left[z\ ,+\,{\frac {V_{2}^{2}-V_{3}^{2}}{2\,g}}\right]\,$

eftersom dragröret är en diffusor är V ₃ alltid mindre än V ₂ vilket innebär att p ₂ alltid är negativ, så höjden på dragröret är en viktig parameter för att undvika kavitation.

Typer av dragrör

1. Konisk diffusor eller rakt divergerande rör -Denna typ av dragrör består av en konisk diffusor med en halv vinkel som vanligtvis är mindre än lika med 10° för att förhindra flödesseparering. Den används vanligtvis för francisturbiner med vertikal axel med låg specifik hastighet. Effektiviteten för denna typ av dragrör är 90 %

2. Enkelt dragrör av armbågstyp - Det består av ett förlängt rör av armbågstyp. Används i allmänhet när turbinen måste placeras nära tail-race. Det hjälper till att minska kostnaderna för schaktning och utgångsdiametern bör vara så stor som möjligt för att återvinna kinetisk energi vid utloppet av löparen. Effektiviteten för denna typ av dragrör är mindre nästan 60 %

3. Armbåge med varierande tvärsnitt -Det liknar det böjda dragröret förutom att den böjda delen har varierande tvärsnitt med rektangulärt utlopp. Den horisontella delen av dragröret lutar vanligtvis uppåt för att förhindra att luft kommer in från utgångsänden.