Evaluering av modulert kavitasjon i vannkraftturbiner

Abstract

Det har lenge vært ønskelig å bygge en kavitasjonsrigg ved Vannkraftlaben for å forske på modulert kavitasjon på vingeprofiler. Formålet med oppgaven er å prosjektere en slik rigg, samt beskrive nødvendig instrumentering og utarbeide et prisoverslag.Det ble først hentet inn bakgrunnstoff fra andre kavitasjonsrigger rundt om i verden for å ha et grunnlag for hvordan riggen på Vannkraftlaben skulle utformes. Etter at dimensjonerende størrelser som volumstrøm og størrelse på testseksjon ble fastslått, er utregning av størrelser som høyde og lengde på hele riggen bestemt. Komplett opptegning i 3D av en ideell kavitasjonsrigg ble deretter laget.Etter at to alternativer for plassering av riggen i laben ble undersøkt, ble det bestemt at alternativ nummer to var det beste. Ved alternativ to skal pumpen og motoren til kavitasjonsriggen stå foran trykktanken til Francis-riggen. Denne plasseringen var mest hensiktsmessig med tanke på plass i laben, og vil gi mist konflikter i fremtiden med tanke på en eventuell utbygging. Plasseringen var også litt mer hensiktsmessig med tanke på rørlegging opp til galleriet, da man unngår konflikt med traverskrana som strekker seg over store deler av laben, med unntak av et par meter nede ved kortveggen mot sør. En ny 3D-modell av riggen tilpasset Vannkraftlaben ble så tegnet i Inventor. Modellen avviker fra ideell geometri grunnet punktene nevnt ovenfor.En vurdering av nødvendig instrumentering er blitt presentert og diskutert. Det er blitt konkludert med at en PC, flowmeter, trykksensorer, oksygenmåler, høyhastig-hetskamera og PIV er nødvendig i kavitasjonsriggen.Til slutt ble det utarbeidet et prisoverslag for kavitasjonsriggen. Total pris er estimert i underkant av NOK 2 500 000. I denne prisen inngår ikke et høyhastighetskamera da dette allerede er tilgjengelig på Vannkraftlaben.