Fig 4 - uploaded by Taalaibek Mederov
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The field of research in this article is small-capacity hydropower conversion plants. The object of the study is the turbines of low-pressure micro hydro power plants (micro HPP) that convert the energy of velocity head into electrical energy. The purpose of the study is to study the features of the operation of rotary turbines and determine the de...
Context in source publication
Context 1
... fluid flow in the setup was modeled using the KompasFlow computer program (KompasFlow, 2022). This program is a module integrated into the KOMPAS 3D v.18 program, and a version of the FlowVision universal hydrodynamic software package adapted for the researcher. The methodology used in the simulation is shown in Fig. ...
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Archimedes screw turbine Flow rate ratio scaling Froude scaling Hydro power plant Optimal flow rate Renewable energy A B S T R A C T Due to the necessity of utilizing renewable energies, the Archimedes screw turbine can be used as a power generation converter for the use of hydropower energy from river flows. A laboratory-scale model of this turbin...
Citations
... The first turbine model features flat blades, the second model has rotary blades, and the third model incorporates rotary blades with a gap. During the design process of these hydro turbines, several variables are considered, including blade length and height, thickness, bend radius, entry angle in the horizontal plane, the number of runner blades, and both the inner and outer diameters of the runner [91]. ...
... Hydroelectric power is one of the renewable energy sources. Therefore, the development and improvement of electricity generation using water is a strategic and fundamental task [2]. Conventional hydropower is characterized by its environmental and economic disadvantages, such as huge dams, in terms of high costs of civil works, large area covered, high operating and maintenance costs, and high water or flow. ...
... H v : vortex height To calculate the braking torque on the turbine shaft, the following equation is used [2] (13) ...
... En el estudio [8] se hace un análisis similar. Sin embargo, se utiliza una cuenca cilíndrica con tres turbinas de flujo radial, donde la turbina 1 tiene álabes rectos, la 2 tiene álabes semi curvos y la 3 tiene álabes curvos. ...
El cambio climático es impulsado principalmente por el uso de combustibles fósiles. Sin embargo, las energías renovables, como la hidroeléctrica, causan deforestación y desplazamiento de la población, y su energía no suele llegar a zonas remotas. Las plantas de potencia por vórtice gravitacional de agua (GWVPP, por sus siglas en inglés) son una alternativa hidroeléctrica que no altera el cauce y caudal de los ríos y pueden usarse en áreas desconectadas de la red eléctrica. Este trabajo se enfocó en estudiar la influencia de la velocidad de entrada en la morfología de vórtices gravitacionales de agua (GWV, por sus siglas en inglés) y sus propiedades fluidodinámicas como presión, velocidad y fracción volumétrica. La metodología empleada consistió en el uso del software de CFD OpenFOAM para hacer las simulaciones, donde se cambió la velocidad de entrada del canal y se graficaron los contornos de magnitud de velocidad, presión estática y fracción volumétricas en la cuenca. Los resultados de la investigación permitieron encontrar que vórtices bien desarrollados se obtienen a partir de una velocidad de entrada de 0.03 m/s, mientras que las velocidades más altas (0.05 m/s y 0.06 m/s) producen contornos de magnitud de velocidad más uniformes. Aunque todos los vórtices tienen un núcleo de aire en la descarga, las velocidades de entrada altas inducen una mayor probabilidad de formación de vórtices débiles. Finalmente, se concluye que velocidades altas también conllevan mayores fracciones volumétricas al interior de la cuenca, lo cual puede ser práctico para sistemas de generación de energía por vórtices de agua debido a su mayor inercia. La velocidad de entrada también influye en el comportamiento de la altura, curvatura y velocidad tangencial de la superficie libre con el radio.
Gravitational vortex turbines can provide a sustainable and efficient solution for generating renewable energy from small watercourses, minimizing environmental impact, and contributing to the decentralization of energy production. Their design allows for high energy efficiency even under low flow conditions, thus benefiting rural communities and reducing their dependence on fossil fuels. This paper presents an experimental assessment of the hydrodynamic behavior of gravitational vortex turbines by examining various geometric configurations. The combinations of two types of inlet channels (spiral and tangential) and two types of discharge basins (conical and cylindrical) were investigated. Additionally, different geometries and placements of the runners were evaluated to determine their influence on the efficiency and performance of the turbine. The results indicate that the highest efficiency of 60.85% was achieved with a configuration that included a spiral inlet channel, cylindrical discharge, and a runner placement of 50%.
