Investigații ale câmpului hidrodinamic în conul tubului de aspirație al turbinelor hidraulice și controlul curgerii cu dispozitiv magneto-reologic

Abstract

Scopul cercetării realizate în contextul prezentei teze de doctorat este proiectarea şi evaluarea unei soluții magneto-reologice de control a curgerii în difuzorul conic al turbinelor hidraulice. Această cercetare presupune dezvoltarea unei metodologii de proiectare pentru un dispozitiv magneto-reologic în configurație cilindru dublu concentric pentru controlul rotorului generatorului de vârtej. A fost dezvoltată o metodologie de proiectare pentru dispozitive magneto-reologice care a fost validată pe un dispozitiv scara 1:1 cu cel pentru controlul curgerii în generatorul de vârtej. Operarea dispozitivului în mediu de lucru apă şi aer cu două fluide magneto-reologice selectate recomandă utilizarea unui fluid magneto-reologic compozit dispersat într-un ferofluid cu lichid de bază pentru controlul curgerii din generatorul de vârtej. Prin intermediul dispozitivului de control a turației rotorului au fost obținute noi regimuri hidrodinamice similare cu cele din conul de aspirație al turbinelor hidraulice. Analizele hidodinamice în configurație dreaptă arată o îmbunătățire a configurației de curgere cu scăderea turației rotorului generatorului de vârtej. Turația rotorului este direct corelată cu fluxul de moment tangential de la ieşirea din rotorul controlat magneto-reologic. Din analiza numerică 3D validată experimental a curgerii la diferite regimuri de funcționare a fost studiată influența modificării regimului de funcționare asupra morfologiei vârtejului central. Curgerea a fost studiată experimental pentru mai multe puncte de funcționare şi în configurații geometrice cu cot.