Проектирование конструкции и обоснование параметров гидроударной генерирующей установки

Рассматриваемый раздел посвящен получению электрической энергии путем использования энергии гидротарана.

Гидротаран - устройство, работающее за счет гидравлического удара. Гидравлический удар представляет собой кратковременное, но резкое и сильное повышение давления в трубопроводе при внезапном торможении двигавшегося по нему потока жидкости.

Гидроудар используется для получения электрической энергии, путём генерирования падающего потока воды.

Одним из наиболее перспективных направлений использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в Российской Федерации, можно считать малую гидроэнергетику. В настоящее время наименее всего разработано электроснабжение маломощных потребителей, которое можно достаточно экономично решить с помощью электростанций малой мощности (мини-ГЭС), установленные на реках с необходимым количеством гидроресурсов. Эти ГЭС удобны для небольших посёлков, геологических партий, фермерских хозяйств в качестве основного источника энергии и могут работать параллельно с дизельными электростанциями, либо как дополнительные при подаче электроэнергии в сеть.

3.1. Виды гидротаранных установок для получения электрической энергии

Сегодня электроэнергия все дорожает. И многие вспомнили о гидротаране. Гидравлический таран это механическое устройство предназначено для поднятия воды на высоту, которая может составлять несколько десятков метров.

На рисунке 3.1 приведена схема классического гидротарана, на рисунке 3.2 показан его внешний вид.

1-резервуар; 2-труба; 3-воздушный колпак; 4-отбойный клапан; напорный клапан; 6-труба; 7-водоём.

Рисунок 3.1 - Принципиальная схема классического гидротарана

Рисунок 3.2 - Внешний вид гидротаранного водоподъемника

Чтобы гидротаран начал работать, достаточно небольшого перепада уровней, в пределах десяти сантиметров. Также не обязательно большого расхода воды, который может несколько литров в секунду.

Из водоема 7 вода по трубе 6 поступает внутрь устройства и вытекает через отбойный клапан 4. Скорость потока нарастает, его напор увеличивается и достигает величины, превышающей вес клапана. Клапан мгновенно перекрывает поток, и давление в трубопроводе резко по­вышается - возникает гидравлический удар. Возросшее давление открывает напорный клапан 5, через который вода поступает в воздушный колпак 3, сжимая в нем воздух. Давление в трубопроводе падает, напорный клапан 5 закрывается, а отбойный 4 – открывается, и цикл повторяется снова. Сжатый в колпаке воздух гонит воду по трубе 2 в верхний резервуар 1 на высоту до 10-15 метров.

3.2. Обоснование параметров гидравлического удара и расчет гидротаранной электроустановки