ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
115
PAST OQIM TEZLIKLARIDA GIDROTURBINANING ISHLASHI VA
SAMARADORLIKNI OSHIRISH USULLARI
Boynazarov B.B.
talaba,
Ergashboyev I.L
Farg‘ona politexnika institute
https://doi.org/10.5281/zenodo.13968321
Annotatsiya:
maqolada gidroenergetika tizimlarida past bosimli
gidroturbinalarning samaradorligini oshirishga qaratilgan tadqiqotlarni tahlil
qiladi. Asosiy e’tibor Kaplan turbinasiga qaratilgan bo‘lib, bu turbinaning rotor
burchaklaridagi o‘zgarishlar samaradorlikni qanday yaxshilashi mumkinligi
ko‘rsatildi. Gidroturbinalarning asosiy turlari — Pelton, Francis va Kaplan
turbinalar tog‘risida ma’lumot berilgan. Kaplan turbinasi past bosimli va katta
oqimdagi suvlar uchun mo‘ljallangan bo‘lib, uning rotor burchaklarini o‘zgarishi
energiya ishlab chiqarish samaradorligini oshirishi tahlillar asosida aniqlangan.
Samaradorlikni oshirish uchun turbinaning dizayni, materiallari, oqimni
boshqarish, yangi texnologiyalar va texnik xizmat ko‘rsatish kabi bir qator
usullar ko‘rib chiqilgan. Tadqiqotlar tahlili natijasida Kaplan turbinasining
samaradorligi 63,67 % dan 76,60 % ga oshishini, kichik gidroelektr stansiyalar
va past bosimli turbinalarning iqtisodiy jihatdan samarali bo‘lishini aniqlangan.
Kalit so‘zlar:
gidroturbina, Kaplan turbinası, past bosimli turbinalar,
energiya samaradorligi, gidroturbinali nasos,
oqimni optimallashtirish,
kichik
gidroelektr stansiyalar.
Gidroenergetika tizimining mavjud potensialidan kelib chiqqan holda
aytishimiz mumkunki past bosimda ishlovchi gidroturbinalar asosida ishlovchi
energetik tizimlardan foydalanish katta samara beradi. Shuning uchun past
bosimda ishlovchi gidroturbinalar bo‘yicha olib borilgan tadqiqotlar muhim
o‘rin egallaydi. Hozirgi vaqtda respublika miqyosida ishlab chiqarilayotgan
energiyaning ma’lum qismini suv nasoslari ite’mol qiladi. Bu ko‘rsatkich yillar
davomida ortib bormoqda bu esa o‘z navbatida nasos tizimi orqali suv
ta’minotini bajarishga talab ortganligini ifodalaydi. Bu esa o‘z navbatida
gidroturbinali nasos va elektr olish tizi bo‘yicha tadqiqotlar olib borish asosiy
tadqiqot yo‘nalishlaridan biri ekanligini ko‘rsatadi.
Gidroenergetik potensialdan foydalanishda keng qo‘llaniladigan asosiy
turbina turlari.
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
116
-
Pelton Turbinasi: Yuqori bosimli suv oqimlarini boshqaradi. Pelton turbinasi
parraklari qismlariga suvning urilishi natijasida ishlaydi.
-
Francis Turbinasi: O‘rta bosimli va o‘rtacha oqimdagi suvlar uchun
mo‘ljallangan. Suvning yuqoridan pastga oqimi turbina orqali o‘tadi.
-
Kaplan Turbinasi: Past bosimli va katta oqimdagi suvlar uchun mos keladi.
Kaplan turbinasi parraklarining o‘zgaruvchan burchaklari orqali samarali
ishlaydi.
Gidroturbinaning samaradorligini oshirish usullari.
a) Turbinaning shaklini va geometrik o‘lchamlarini takomillashtirish.
Gidrodinamik dizayn: Turbinalarning dizaynini suv oqimining o‘ziga xos
xususiyatlariga moslashtirish. Bu, turbinaning o‘zgaruvchan yoki sozlanishi
mumkin bo‘lgan qismlarini qo‘llash orqali amalga oshiriladi.
Yuqori samardorlik olib keluvchi materiallar: Qattiq va korroziyaga
chidamli materiallardan foydalanish turbinaning ishlash vaqtini uzaytiradi va
samaradorligini oshiradi.
b) Oqimni optimizatsiya qilish
Suv ta’minoti va taqsimotini boshqarish: Suvning turbinaga qanday tushishini va
oqimini boshqarish orqali samaradorlikni oshirish. Bu suvning yuqori bosimda
bo‘lishini ta’minlash orqali amalga oshiriladi.
Suv rejimlarini sozlash: Turbinaning samaradorligini oshirish uchun suv
oqimining turli rejimlarini hisobga olish.
c) Texnologik yangi yechimlar
Aqlli sensorlar: Turbinaning ishlash holatini real vaqt rejimida kuzatish va
optimal ish rejimlarini ta’minlash uchun sensorlardan foydalanish.
Avtomatlashtirish va boshqaruv tizimlari: Turbinaning samaradorligini oshirish
uchun ilg‘or boshqaruv tizimlari va avtomatlashtirishni qo‘llash.
d) Texnik xizmat ko‘rsatish
Texnik xizmat va ta’mirlash: Turbinaning uzoq muddatli ishlashini ta’minlash
uchun muntazam texnik xizmat ko‘rsatish va ta’mirlash ishlarini bajarish.
Energiyani qayta ishlash: Turbinaning ishlash samaradorligini oshirish
maqsadida eski komponentlarni yangilash va qayta ishlash.
3. Yuzaga keluvchi muammolar
Koroziya ta’siri: Suv va boshqa kimyoviy ta’sirlar turbinaning ishlash
samaradorligini kamaytirishi mumkin. Buni oldini olish uchun zamonaviy
materiallar va qoplamalardan foydalanish kerak.
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
117
Qattiq zaharli moddalar: Suvda mavjud bo‘lgan qattiq zhararli moddalar
turbinaning ishlashiga salbiy ta’sir ko‘rsatishi mumkin. Filtratsiya va tozalash
tizimlarini joriy qilish orqali ushbu muammolarni bartaraf etish mumkin.
Yuqorida keltirib o‘tilgan asosiy samaradorlikni oshirish bo‘yicha keltirib
o‘tilgan ma’lumotlar asosida ko‘plab tadqiqot ishlari olib borilgan. Hususan
Nirmal Acharya va boshqalar tomonidan olib borilgan tadqiqotda quyudagicha
xulosalarga kelindi. Kichik gidroenergetika manbalaridan foydalanish qishloq va
kichik jamoalar uchun energiya ehtiyojlarini qondirishda muhim rol o‘ynaydi,
ayniqsa samaradorlik va tejamkorlikni ta’minlay oladigan kichik turbinalar
orqali. Ushbu turbinlar iqtisodiy jihatdan arzon va oddiy texnik xizmat ko‘rsatish
talablari bilan ajralib turadi, bu esa mikro GESlarda (Gidroelektr stansiyalarida)
keng qo‘llanilishini ta’minlaydi. Past bosim ostida va turli oqim diapazonlarida
samarali ishlash qobiliyati, shuningdek, ishlab chiqarishning qulayligi tufayli,
mikro GESlar uchun ayniqsa maqbul tanlovdir. Tadqiqotda natijalar shuni
ko‘rsatdiki, boshlang‘ich modelda samaradorlik 63,67% ni tashkil etdi.
Geometrik o‘zgarishlar natijasida bu ko‘rsatkich 76,60% ga yetdi, bu esa 12,93%
ga oshganligini ko‘rsatadi. Tezlik taqsimoti, bosim konturlari va oqim
doirasidagi chiqish momenti ham tahlil qilindi, bu esa qayta aylanma oqim
hududining qisqarganligini va sxemaning o‘zgaruvchanligini tasdiqladi. Ushbu
tadqiqot ko‘ndalang oqimli turbinalarni yanada samarali qilish uchun
kelajakdagi dizayn va ishlab chiqarish jarayonlariga sezilarli ta’sir ko‘rsatishi
mumkin.Ushbu maqola ko‘ndalang oqimli turbinalarning samaradorligini
oshirish bo‘yicha kelajakdagi izlanishlarga turtki bo‘lishi mumkin [1].
1-rasm. ANSYS dasturida yaratilgan tizimning umumiy ko‘rinishi [1].
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
118
2-rasm. Oqim yo‘naltiruvchi tizimning o‘zgarishi [1].
3-rasm. (a) Asosiy modelning bosim konturlari. (b) o‘zgartirilgan model.
Vincenzo Sammartano va boshqalar tomonidan olib borilgan
tadqiqotlarda gidroenergetikada kichik energiya manbalaridan foydalanish
samaradorlik va tejamkorlikni birlashtirgan kichik turbinalardan foydalanishni
talab qilinishi, Banki-Mishell turbinalari soddaligi va o‘zgaruvchan yuklama
sharoitida yaxshi samarador ekanligini aniqlashdi [2].
Gidroturbinalarda energiya samaradorligiga erishish uchun unga suvning
yo‘naltiruvchi qismining shakli ham muhim axamiyat kasb etadi. Tadqiqotlarda
nafaqat boshqa parametrlarga etibor qaratish kerak balki aynan oqim
yo‘naltiruvchi tizimni ham tahlil qilish muhim hisoblanadi. [3-16]
Tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki, Kaplan turbinasining o‘zgaruvchan burchaklar va
dizayndagi yangiliklar samaradorlikni sezilarli darajada oshiradi. Kichik
gidroelektr stansiyalar va past bosimli turbinalar energiya ehtiyojlarini
qondirishda samarali va iqtisodiy jihatdan foydali variantlardir.
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
119
Foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxati:
[1] Acharya, N., Kim, C., Thapa, B., & Lee, Y. (2015). Numerical analysis and
performance enhancement of a cross-flow hydro turbine. Renewable Energy, 80,
819-826. https://doi.org/10.1016/J.RENENE.2015.01.064.
[2] Sammartano, V., Aricò, C., Carravetta, A., Fecarotta, O., & Tucciarelli, T.
(2013). Banki-Michell Optimal Design by Computational Fluid Dynamics Testing
and
Hydrodynamic
Analysis.
Energies,
6,
1-24.
https://doi.org/10.3390/EN6052362.
[3] Adhikari, R., & Wood, D. (2018). Computational analysis of part-load flow
control for crossflow hydro-turbines. Energy for Sustainable Development.
https://doi.org/10.1016/J.ESD.2018.04.003.
[4] Ranjan, R., Alom, N., Singh, J., & Sarkar, B. (2019). Performance investigations
of cross flow hydro turbine with the variation of blade and nozzle entry arc
angle.
Energy
Conversion
and
Management.
https://doi.org/10.1016/J.ENCONMAN.2018.12.075.
[5] (2020). A Novel Z-blade Reaction Type Turbine for Low Head Low Flow
Water Condition. International Journal of Innovative Technology and Exploring
Engineering. https://doi.org/10.35940/ijitee.c8175.019320.
[6] Tian, W., Mao, Z., & Ding, H. (2017). Design, test and numerical simulation of
a low-speed horizontal axis hydrokinetic turbine. International Journal of Naval
Architecture
and
Ocean
Engineering.
https://doi.org/10.1016/J.IJNAOE.2017.10.006.
[7] Anagnostopoulos, J.S.; Papantonis, D.E. Optimal sizing of a run-of-river small
hydropower plant. Energy Convers. Manag. 2007, 48, 2663–2670.
[8] Hosseinia, S.M.H.; Forouzbakhshb, F.; Rahimpoora, M. Determination of the
optimal installation capacity of small hydro-power plants through the use of
technical, economic and reliability indices. Energy Policy 2005, 33, 1948–1956.
[9] Carravetta, A.; del Giudice, G.; Fecarotta, O.; Ramos, H. Energy production in
water distribution networks: A PAT design strategy. Water Resour. Manag. 2012,
26, 3947–3959.
[10] Carravetta, A.; del Giudice, G.; Fecarotta, O.; Ramos, H. PAT Design strategy
for energy
recovery in water distribution networks by electrical regulation. Energies 2013,
6, 411–424.
[11] Chapallaz, J.M.; Eichenberger, P. Guida Pratica per la Realizzazione di
Piccole Centrali
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
120
Idrauliche [in Italian]; Ufficio federale dei problemi congiunturali: Berne,
Switzerland, 1992; ISBN 3-905232-20-0 (French ver.); ISBN 3-905232-38-3
(Italian ver.).
[12] Penche, C. Guide on How to Develop a Small Hydropower Plant; European
Small Hydropower Association: Brussels, Belgium, 2004.
[13] Khosrowpanah, S.; Albertson, M.L.; Fiuzat, A.A. Historical overview of cross-
flow turbine. Int. Water Power Dam Constr. 1984, 36, 38–43.
[14] Fiuzat, A.A.; Akerkar, B.P. The Use of Interior Guide Tube in Cross Flow
Turbines. In
Proceedings
of
the
International
Conference
on
Hydropower-
WATERPPOWER ’89, London, UK, 21–26 August 1989.
[15] Fiuzat, A.A.; Akerkar, B.P. Power outputs of two stages of cross-flow turbine.
J. Energy Eng. 1991, 117, 57–70.
[16] Aziz, N.M.; Desai, V.R. A Laboratory Study to Improve the Efficiency of
Cross-Flow Turbines. In Engineering Report; Department of Civil Engineering,
Clemson University, Clemson, SC, USA, 1993.
