Хидрауличне турбине

ID: 0808
врста предмета: научно-стручни
носилац предмета: Божић О. Иван
извођачи: Божић О. Иван
контакт особа: Божић О. Иван
ниво студија: мастер академске студије
ЕСПБ: 6
облик завршног испита: усмени
катедра: катедра за хидрауличне машине и енергетске системе

извођења

циљ

Постизање академског нивоа стручности из области хидрауличних турбина и хидроенергетике. Овладавање теоријским знањима струјања кроз турбине и размене енергије флуида са механичким системом. Стицање практичних знања за прорачуне оптималних енергетских и кавитационих перформанси хидрауличних турбина. Оспособљеност за рад у индустрији турбина, пројектантским фирмама и хидроелектранама.

исход

Након успешног завршетка овог курса, студенти ће бити оспособљени да: - препознају различите врсте и конструкције хидрауличних турбина, - опишу принципе рада,објасне и анализирају струјне процесе у различитим типовима хидрауличних турбина, - дефинишу, израчунају и анализирају карактеристичне геометријске, енергетске и кавитацијске параметре хидрауличних турбина, - конструишу проточне делове различитих хидрауличних турбина са аспекта њиховог оптималног функционисања у размени енергије са флуидом, - пројектују и изаберу оптималне хидрауличне турбине у циљу високоефикасне експлоатације проточних, акумулационих и реверзибилних хидроелектрана, - дефинишу, анализирају и примењују универзалне и експлоатационе карактеристике турбине и прерачунају карактеристике модела на прототип.

садржај теоријске наставе

Принципи рада, примена и класификација хидрауличних турбина. Искоришћење водне енергије и основни параметри турбина. Теоријске основе струјања кроз турбине и размене енергије флуида са механичким системом. Прорачун струјања кроз турбинско коло. Кавитација у турбинама, кавитациони коефицијент и одређивање дубине потапања. Закони сличности хидрауличних турбина. Карактеристични јединични и специфични параметри и значице турбина. Прерачунавање енергетских и кавитационих параметара модела на прототип турбине. Регулисање протока кроз турбине. Карактеристике турбина: линијске и универзалне. Експлоатационе карактеристике турбина. Проточни делови турбина. Савремене конструкције. Карактеристике побега турбина. Прелазни процеси у турбинама.

садржај практичне наставе

Аудиторне вежбе и рачунски примери пређеног градива: Основе функционисања хидроелектрана. Историјски развој, класификација, својства и примена турбина. Одређивање основних параметара (бруто и нето пад, проток, снаге, степени корисности, губици хидрауличне и механичке енергије, брзина обртања). Примена Ојлерове једначине за турбине. Одређивање троуглова брзина код турбина, везе између специфичног струјног рада кола и рада турбине, степена реакције турбине и хидрауличне аксијалне силе. Одређивање јединичних параметара, значица и специфичне брзине обртања турбине. Прерачунавање хидрауличног степена корисности, јединичних параметара и кавитацијског коефицијента модела на прототип турбине. Одређивање усисне висине. Одређивање универзалне и експлоатационе карактеристике турбине. Одређивање комбинаторске везе. Конструкције Пелтонове, Франсисове, Капланове и цевне турбине. Усвајање и прорачун уводних комора, статора, спроводног апарата и сифона турбине. Рекуперација енергије у турбини. Номенклатура турбина. Показне вежбе у Лабораторији за хидрауличне машине и енергетске системе и нумеричке симулације: Показивање конструкција хидрауличних турбина и опис улоге појединих делова. Инсталације за испитивање хидрауличних турбина и опис њиховог рада. Приказ нумеричког експеримента - прорачун струјања у турбинама применом најсавременијих CFD техника. Пројекат (упутство и израда): Избор турбине и одређивање њених основних димензија за задате параметре.

услов похађања

Дефинисано курикулумом студијског програма/модула.

ресурси

Бенишек, М.: Хидрауличне турбине, Машински факултет у Београду, 1998 Божић, И.: Писани изводи са аудиторних вежби Лабораторија за хидрауличне машине и енергетске системе – уређаји, инсталације за испитивање турбина, мерна опрема и експонати Рачунарска учионица Факултета

фонд часова

укупан фонд часова: 75

активна настава (теоријска)

ново градиво: 20
разрада и примери (рекапитулација): 10

активна настава (практична)

аудиторне вежбе: 10
лабораторијске вежбе: 4
рачунски задаци: 9
семинарски рад: 0
пројекат: 5
консултације: 2
дискусија/радионица: 0
студијски истраживачки рад: 0

провера знања

преглед и оцена рачунских задатака: 0
преглед и оцена лабораторијских извештаја: 0
преглед и оцена семинарских радова: 0
преглед и оцена пројекта: 5
колоквијум са оцењивањем: 5
тест са оцењивањем: 0
завршни испит: 5

провера знања (укупно 100 поена)

активност у току предавања: 5
тест/колоквијум: 40
лабораторијска вежбања: 0
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 0
пројекат: 25
завршни испит: 30
услов за излазак на испит (потребан број поена): 35

литература

Мирослав Бенишек „Хидрауличне турбине“, Машински факултет у Београду, 1998; Иван Божић „Хидрауличне турбине - Практични примери са изводима из теорије“, Машински факултет у Београду, 2017; Берлит В „Гидровлические турбине“, Головное издателство „Виша школа“, Киев, 1977; Ковалев Н, „Справочник по гидротурбинам“, Машиностроение, Ленинград, 1984; Raabe J, „Hydropower“, VDI Verlag, GmbH, Düsseldorf, 1985;