Determination of added parameters in hydraulic turbines

Svenska vattenkraftaggregat är huvudsakligen utrustade med Kaplan- och Francis-löphjul. Idag används tilläggsparametrar baserade på tumregler som fastställdes för flera decennier sedan för att beskriva hur dessa parametrar, som påverkas av vattnets närvaro, påverkar löphjulets egenskaper för säker drift. Dessa parametrar behöver dock uppdateras för att även gälla för renoverade löphjul som är lättare och mer kraftfulla.

Utformningen av Kaplan- och Francis-löphjul kräver att man bestämmer löphjulets egenskaper, såsom dess egenfrekvenser, för att säkerställa säker drift. En sådan analys kräver att man känner till de tilläggsegenskaper (massa, dämpning, styvhet) som vattnet inducerar på löphjulet för att kunna göra en korrekt bedömning. Dessa tilläggsparametrar är svåra att bestämma eftersom de beror på många faktorer såsom svängningsfrekvenser, amplitud, hastighetsfält, viskositet, turbulens, fallhöjd, geometri med mera. För renoverade löphjul, som är lättare och mer kraftfulla, krävs en mer exakt bestämning av dessa parametrar, men det finns idag ingen vedertagen metod för hur detta ska göras.

Projektet syftar till att utveckla en numerisk metodik för att bestämma tilläggsparametrar i Francis- och Kaplan-turbiner. Metodiken kommer att valideras med hjälp av mätningar som utförs vid Vattenfalls laboratorium.