• Хидроенергетика, 2. семестар, позиција 1

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.

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.

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.

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.

Дефинисано курикулумом студијског програма/модула.

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

Укупан фонд часова: 75

Ново градиво: 20
Разрада и примери (рекапитулација): 10

Аудиторне вежбе: 10
Лабораторијске вежбе: 4
Рачунски задаци: 11
Семинарски рад: 0
Пројекат: 5
Консултације: 0
Дискусија/радионица: 0
Студијски истраживачки рад: 0

Преглед и оцена рачунских задатака: 0
Преглед и оцена лабораторијских извештаја: 0
Преглед и оцена семинарских радова: 0
Преглед и оцена пројекта: 4
Колоквијум са оцењивањем: 6
Тест са оцењивањем: 0
Завршни испит: 5

Активност у току предавања: 5
Тест/колоквијум: 40
Лабораторијска вежбања: 5
Рачунски задаци: 10
Семинарски рад: 0
Пројекат: 0
Завршни испит: 40
Услов за излазак на испит (потребан број поена): 35

Мирослав Бенишек „Хидрауличне турбине“, Универзитет у Београду - Машински факултет у Београду, 2020; Иван Божић „Хидрауличне турбине - Практични примери са изводима из теорије“, Машински факултет у Београду, 2017; Божић, И.: Обновљиви извори енергије - мале хидроелектране, Универзитет у Београду - Машински факултет, 2022; Ковалев Н, „Справочник по гидротурбинам“, Машиностроение, Ленинград, 1984; Giesecke J., Heimerl S., Mosonyi E.: "Wasserkraftanlegen ‒ Planung, Bau und Betrieb", Springer – Verlag, Berlin, Heidelberg., 2014