| Summary: | Το νερό συγκαταλέγεται στις πιο καθαρές συμβατικές πηγές ενέργειας, διότι δεν προκαλεί κάποια περιβαλλοντική ρύπανση. Την ενέργεια του νερού την χρησιμοποιούσε από αρχαιοτάτων χρόνων ο άνθρωπος προς όφελος του. Παρόλο που η κατασκευή υδροηλεκτρικών μονάδων είναι πολυδάπανη, η ηλεκτρική ενέργεια αποκτάται χωρίς σημαντικό λειτουργικό κόστος.
Στόχο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η μελέτη και η κατασκευή μιας υδροστροβιλικής γεννήτριας μικρής κλίμακας κατάλληλη για το δίκτυο ύδρευσης, εστιάζοντας στη διερεύνηση της ισχύος που μπορεί να αποδώσει στην έξοδο της.
Στο 1ο κεφάλαιο εισάγεται η έννοια της υδροπαραγωγής και αναλύονται οι διάφορες κατηγορίες των υδροηλεκτρικών μονάδων παραγωγής. Έπειτα γίνεται μια σύγκριση των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων της υδροηλεκτρικής ενέργειας με σκοπό τη κατανόηση της χρησιμότητάς της ως όφελός μας. Τέλος, περιγράφονται τα χαρακτηριστικά και μέσα δικτύων ύδρευσης, καθώς επίσης αναλύεται το ελληνικό σύστημα ύδρευσης.
Στο 2ο κεφάλαιο αναφέρονται οι κατηγορίες και οι τύποι υδροστροβίλων που χρησιμοποιούνται στην πράξη και διακρίνονται οι καταλληλότερες για την περίπτωση της εφαρμογής μας.
Στο 3ο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη επισκόπηση των γεννητριών. Αναλύθηκαν τα λειτουργικά και κατασκευαστικά χαρακτηριστικά της σύγχρονης γεννήτριας μόνιμου μαγνήτη, της σύγχρονης γεννήτριας με τύλιγμα διέγερσης και της ασύγχρονης γεννήτριας. Τέλος, διακρίνεται ποια είναι η καταλληλότερη κατηγορία με βάση τα χαρακτηριστικά αυτά για την περίπτωση τη εφαρμογής μας.
Στο 4ο κεφάλαιο περιγράφεται λεπτομερώς η μέθοδος που ακολουθήθηκε για την εξαγωγή γενικών κανόνων σχεδίασης υδροστροβίλου. Αρχικά περιγράφονται τα λειτουργικά χαρακτηριστικά του προγράμματος υπολογιστικής ρευστομηχανικής που χρησιμοποιήσαμε (TCAE), η λειτουργικότητα του οποίου στηρίζεται στη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. Έπειτα, περιγράφονται οι προσαρμογές που έγιναν στη γεωμετρία του υδροστροβίλου με σκοπό την εξαγωγή των κανόνων σχεδίασης του. Τέλος, προχωρώντας στις προσομοιώσεις και μέσα από επαναλαμβανόμενες παρατηρήσεις εξήχθησαν γενικοί κανόνες σχεδίασης υδροστροβίλων.
Στο 5ο κεφάλαιο γίνεται πρώτα μια εισαγωγή στα λογισμικά σχεδίασης και με βάση τις ανάγκες της δικής μας εφαρμογή επιλέχθηκε το καταλληλότερο εξ’ αυτών. Ακόμη περιγράφεται η λειτουργία των τρισδιάστατων εκτυπωτών και γίνεται η επιλογή του καταλληλότερου λογισμικού που χρησιμοποιήθηκε για την λειτουργία του τρισδιάστατου εκτυπωτή μας. Τέλος δίνονται μερικά παραδείγματα εκτυπωμένων εξαρτημάτων.
Στο 6ο κεφάλαιο πραγματοποιείται η πειραματική μελέτη της εφαρμογής μας. Περιγράφεται η κατασκευαστική δομή του πειράματός μας και γίνεται μια αναφορά στους μαγνήτες που τοποθετήθηκαν στο ρότορα. Πραγματοποιούνται μετρήσεις συχνότητας, ενεργού τιμή της τάσης, πίεσης σε είσοδο και έξοδο του συστήματος της υδροστροβιλικής γεννήτριας, ενεργού τιμή ισχύος στην έξοδο της γεννήτριας και της σύγχρονης ταχύτητας. Παρατηρήθηκε ότι η ισχύς που λαμβάνουμε στην έξοδο της γεννήτριας είναι σχετικά χαμηλή, οπότε προσχωρήσαμε σε τροποποιήσεις όπως η αλλαγή της γωνίας των πτερυγίων, τη μείωση της διατομή εισόδου του νερού που προσκρούει στο στρόβιλο και επίσης την χρησιμοποίηση πιδάκων. Με αυτά επιδιώξαμε την παραγωγή μεγαλύτερης ισχύος κάτι που καταφέραμε ως ένα βαθμό.
Στο τελευταίο κεφάλαιο, παρουσιάζονται τα σημαντικότερα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα στα οποία καταλήξαμε μετά το πέρας της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Ακόμη, υποδεικνύονται προτάσεις και προοπτικές για τη περαιτέρω-μελλοντική βελτίωση της λειτουργίας της.
|
|---|
