Hydraulické řešení vírové turbiny pro lokalitu Rosenauerův mlýn

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem vírové turbíny pro lokalitu Rosenauerova mlýna, kde je hrubý spád HB = 1 m a průtok Q = 1,6 m3s-1. Začátek práce je věnován mikroturbínám a tomu, proč je vírová turbína vhodná pro tuto lokalitu. Dále je uveden postup pro tvorbu hydraulicky činných ploch turbíny. Návrh tvaru lopatky prvně vychází z analytických vztahů, které jsou dále zpřesněny pomocí programu CFX Ansys. Turbína je úzce ovlivněna vtokem a savkou, proto je jejich návrh také uveden v této práci. Výstupem hydraulických výpočtů jsou výsledné parametry a charakteristika navržené turbíny vypočítané z celé sestavy pomocí CFD výpočtů. Závěr práce je věnován návrhu hlavních konstrukčních uzlů, jako jsou hřídel, převod a ložiska. Hydraulický návrh vypracovaný v této práci je podkladem pro realizaci vírové turbíny a stavbu malé vodní elektrárny v lokalitě Rosenauerova mlýna.This thesis focuses on the design of a swirl turbine for the site of Rosenauer Mill, where the gross hydraulic head HB is 1 m and the flow rate is Q is 1.6 m3/s. The beginning of the work is dedicated to microturbines and explains why a swirl turbine is suitable for this location. The procedure applied for developing the hydraulically active surfaces of the turbine is then presented. Firstly the design of the blades is based on analytical formulas, which are further refined using the CFX Ansys program. The turbine is closely affected by the inlet and draft tube, therefore their design is also included in this thesis. The hydraulic calculations yield the resulting parameters and characteristics of the designed turbine, calculated from the entire assembly using CFD computations. The final section of the work is devoted to the design of main structural components such as the gear, shaft, and bearings. The hydraulic design developed in this thesis serves as the basis for implementing the swirl turbine and constructing a small hydraulic power plant at the Rosenauer Mill.