Por favor use este identificador para citas ou ligazóns a este item:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50421| Título: | Енергоефективність використання гвинта Архімеда в малих ГЕС |
| Outros títulos: | Energy efficiency of Archimedes screw utilization in small hydropower plants |
| Authors: | Кузьмич, Владислав Ігорович Kuzmych, Vladyslav |
| Bibliographic description (Ukraine): | Кузьмич В. І. Енергоефективність використання гвинта Архімеда в малих ГЕС: робота на здобуття кваліфікаційного ступеня магістра : спец. 141 – електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / наук. кер. А. М. Лупенко. Тернопіль : Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2025. 85 с. |
| Data de edición: | May-2025 |
| Date of entry: | 17-Dec-2025 |
| Editor: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Country (code): | UA |
| Place of the edition/event: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Supervisor: | Лупенко, Анатолій Миколайович Lupenko, Anatolii |
| UDC: | 621.3 |
| Palabras chave: | 141 електроенергетика, електротехніка та електромеханіка гвинтова турбіна архімеда мала гідроенергетика ефективність турбіни archimedes screw turbine small hydropower turbine efficiency wind turbine blade wind energy wind power |
| Number of pages: | 85 |
| Resumo: | Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню ефективності гвинтової турбіни Архімеда в умовах малих гідроелектростанцій та розробленню комплексної методики моделювання її роботи з урахуванням гідравлічних, механічних та електромеханічних втрат. У роботі розглянуто сучасний стан малої гідроенергетики, визначено основні переваги та обмеження гвинтових турбін, проаналізовано їх конструктивні характеристики та екологічні властивості, зокрема рибозахисність. Виконано порівняльний аналіз із турбіною Каплана для однакових умов напору та витрати. Результати моделювання показали, що ККД гвинтової турбіни у реальних умовах становить 80–85 % і суттєво залежить від геометрії та режимів роботи. На основі отриманих даних запропоновано рекомендації щодо підвищення ефективності та оптимізації конструктивних параметрів турбіни. Практичне значення роботи полягає у можливості застосування розробленої моделі для проєктування та модернізації малих гідроенергетичних установок. The thesis is devoted to researching the efficiency of Archimedes screw turbines in small hydroelectric power plants and developing a comprehensive methodology for modeling their operation, taking into account hydraulic, mechanical, and electromechanical losses. The thesis examines the current state of small hydropower, identifies the main advantages and limitations of screw turbines, and analyzes their design characteristics and environmental properties, in particular fish protection. A comparative analysis with a Kaplan turbine was performed for the same head and flow conditions. The simulation results showed that the efficiency of a screw turbine in real conditions is 80–85% and significantly depends on the geometry and operating modes. Based on the data obtained, recommendations are made to improve the efficiency and optimize the design parameters of the turbine. The practical significance of the work lies in the possibility of using the developed model for the design and modernization of small hydropower plants. |
| Descrición: | Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що розроблений алгоритм розрахунку та аналізу гвинтової турбіни Архімеда може використовуватися для проєктування, модернізації та оптимізації малих гідроелектростанцій у реальних умовах експлуатації. Отримані результати можуть слугувати основою для практичного вибору конструкції ГТА, обґрунтування техніко-економічних рішень та підвищення ефективності малих ГЕС у зоні низьких напорів. |
| Content: | ВСТУП 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 1.1 Гідроенергетика 9 1.2 Гідроелектростанції з низьким і дуже низьким напором 11 1.3 Висновки до розділу 17 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 2.1 Гвинтові турбіни Архімеда 19 2.1.1 Історичний розвиток конструкції гвинта 19 2.1.2 Допустимі розміри гвинта 20 2.1.3 Швидкість гвинта 22 2.1.4 Зазор між гвинтом та трубою 23 2.1.5 Матеріал з якого виготовляють гвинт 24 2.2 Кількість лопатей та захист риби 25 2.3 Шум від роботи гідроустановки 29 2.4 Геометрія гвинта та її вплив на продуктивність 30 2.5 Вартість гідротурбіни Архімеда 36 2.6 Висновки до розділу 37 3 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 3.1 Моделювання виробництва електроенергії та втрат. Вихідні дані 39 3.2 Втрати у передньому басейні 41 3.3 Втрати на тертя в каналі подачі 42 3.4 Втрати при фільтруванні 44 3.5 Загальна потужність 45 3.6 Втрати на витік через зазор 48 3.7 Втрати через переповнення 50 3.8 Втрати на тертя 51 3.9 Втрати в підшипниках 55 3.10 Втрати на опір 56 3.11 Втрати на перехід 56 3.12 Втрати в перетворювачі частоти 58 3.13 Втрати в трансмісії та електричні втрати 60 3.14 Результати розрахунків 65 3.15 Висновки до розділу 72 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 4.1 Фізичні основи електробезпеки 74 4.2 Основні вимоги безпеки до улаштування та експлуатації технологічного обладнання 75 4.3 Визначення, причини виникнення та класифікація надзвичайних ситуацій 76 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 80 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 82 |
| URI: | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50421 |
| Copyright owner: | © Кузьмич В.І., 2025 |
| References (Ukraine): | 1. Гнатюк В. В. Роль систем зберігання електроенергії для енергосистеми / В. В. Гнатюк, В. І. Кузьмич, Вадим Петрович Коваль // Матеріали МНТК „Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій“, 28-29 травня 2025 року. — Т. : ФОП Паляниця В. А., 2025. — С. 21–22. 2. Коваль В.П. Методичні вказівки до виконання кваліфікаційної роботи магістра для здобувачів другого рівня вищої освіти за ОПП Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка/ В.П. Коваль, М.Г. Тарасенко, О.А. Буняк, Л.Т. Мовчан – Тернопіль: ТНТУ, 2024. – 51 с. 3. Коваль В. П. Підвищення ефективності використання вітрового потоку у вітрових енергоустановках / В. П. Коваль // Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції „Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій“ до 60-річчя з дня заснування Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя та 175-річчя з дня народження Івана Пулюя, 14-15 травня 2020 року. — Т. : ТНТУ, 2020. — С. 204. — (Електротехніка та енергозбереження) 4. Рудик А.І. Енергоефективність двороторної вітроенергетичної установки // А.І.Рудик, В.П.Коваль /Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХІ міжнар. наук.-практ. конф. Молодих учених та студентів, (Тернопіль, 7–8 груд. 2022.) / М-во освіти і науки України, Терн. націон.техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. – С. 70. 5. Енергоощадна інтелектуальна система керування механічною системою / Богдан Оробчук, Іван Сисак, Ярослав Осадца, Вадим Коваль, Сергій Бабюк // МММТЕС, 22-23 листопада 2022 року. — Т. : ФОП Паляниця В. А., 2022. — С. 128–130. — (Прикладні застосування механіки в задачах енергозбереження) 6. Стельмах С.С. Енергоефективність гідроакумулюючих установок малої потужності // С.С.Стельмах, В.П.Коваль /Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХІ міжнар. наук.-практ. конф. Молодих учених та студентів, (Тернопіль, 7–8 груд. 2022.) / М-во освіти і науки України, Терн. націон.техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. – С. 71. 7. Lashofer, A., Hawle, W., & Pelikan, B. (2012). State of technology and design guidelines for the Archimedes screw turbine. Proceedings of the Hydro, 14, 1-35. 8. Nuernbergk, D. M., & Rorres, C. (2013). Analytical model for water inflow of an Archimedes screw used in hydropower generation. Journal of Hydraulic Engineering, 139(2), 213-220. 9. Lashofer, A., Hawle, W., & Pelikan, B. (2012). State of technology and design guidelines for the Archimedes screw turbine. Proceedings of the Hydro, 14, 1-35. 10. Rorres, C. (2000). The turn of the screw: Optimal design of an Archimedes screw. Journal of hydraulic engineering, 126(1), 72-80. 11. Lubitz, W. D., Lyons, M., & Simmons, S. (2014). Performance model of Archimedes screw hydro turbines with variable fill level. Journal of Hydraulic Engineering, 140(10), 04014050. 12. Raynal, S., Courret, D., Chatellier, L., Larinier, M., & David, L. (2013). An experimental study on fish-friendly trashracks–Part 1. Inclined trashracks. Journal of Hydraulic Research, 51(1), 56-66. 13. Rohmer, J., Knittel, D., Sturtzer, G., Flieller, D., & Renaud, J. (2016). Modeling and experimental results of an Archimedes screw turbine. Renewable energy, 94, 136-146. 14. Brkić, D. (2011). Review of explicit approximations to the Colebrook relation for flow friction. Journal of Petroleum Science and Engineering, 77(1), 34-48. 15. Creation and substantiation of the matrix for model series of tubular propeller turbines for small hydropower plants / Myroslav Zin, Vadym Koval, Mykola Tarasenko, Ivan Sysak // Scientific Journal of TNTU. — Tern. : TNTU, 2023. — Vol 109. — No 1. — P. 24–31. 16. Tarrant, M. (2011) Comparative merits of the two proposed hydropower schemes at Avoncliff Weir 17. Коваль В. П. Суміщене електропостачання від поновлювальних джерел енергії / Вадим Коваль // Матеріали Ⅳ Міжнародної науково технічної конференції „Теоретичні та прикладні аспекти радіотехніки, приладобудування і компʼютерних технологій― присвячена 80-ти річчю з дня народження професора Я.І. Проця, 20-21 червня 2019 року. — Т. : ФОП Паляниця В. А., 2019. — С. 294. 18. Іме А.Н. Підвищення ефективності сонячних панелей шляхом використання водяного охолодження/Аях Нсікак Іме, В.П. Коваль//Збірник тез доповідей ІX Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів „Актуальні задачі сучасних технологій ―, 25-26 листопада 2020 року.—Т.: ТНТУ, 2020.—Том 2.— С. 80–81 19. Керея Ю.Б. Роль системи накопичення енергії у електроенергетичній системі //Ю.Б.Керея, В.П.Коваль /Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХІ міжнар. наук.-практ. конф. Молодих учених та студентів, (Тернопіль, 7–8 груд. 2022.) / М-во освіти і науки України, Терн. націон.техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. – С. 68. 20. Коваль В.П. Вплив ємності акумулятора на ефективність роботи фотоелектричної станції//В.П.Коваль / Інноваційні технології в світлотехніці та електроенергетиці : матеріали Міжнар. наук.-практ. конф., Харків, 16–17 трав. 2024 р. / Нац. акад. наук вищ. освіти України, Харків. нац. ун-т міськ. госп-ва ім. О. М. Бекетова, Нац. наук. центр «Ін-т метрології» [та ін.]. – Харків : ХНУМГ ім. О. М. Бекетова, 2024. – С. 75-77. 21. Коваль В. П., Зінь П. М. Підвищення енергоефективності низьконапірних мікрогес невеликої потужності з трубними осьовими гідротурбінами // Тези ⅩⅢ МНПК „Актуальні задачі сучасних технологій“, Тернопіль, 11-12 грудня 2024 року. 2024. С. 285–286. 22. Жидецький В.Ц. Основи охорони праці. Підручник/ В.Ц.Жидецький, В.С Джигирей, О.В.Мельников. – Вид. 5-те, доповнене. – Львів: Афіша, 2000. – 350 с. 23. Стручок В.С. Безпека в надзвичайних ситуаціях. Методичний посібник для здобувачів освітнього ступеня «магістр» всіх спеціальностей денної та заочної (дистанційної) форм навчання / В.С.Стручок. — Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. — 156 с. |
| Content type: | Master Thesis |
| Aparece nas Coleccións | 141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка |
Arquivos neste item
| Arquivo | Descrición | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| Кваліфікаційна робота_Кузьмич В.І..pdf | Кваліфікаційна робота магістра_Кузьмич В.І. | 3,26 MB | Adobe PDF | Ver/abrir |
Todos os documentos en Dspace estan protexidos por copyright, con todos os dereitos reservados
Ferramentas administrativas