Затруднения экспериментальных исследований в области гидротурбостроения

Дальнейшее развитие экспериментальных исследований в области гидротурбостроения затруднено рядом обстоятельств, которые необходимо преодолеть. Основные затруднения могут быть охарактеризованы следующим образом:
1. Новые задачи, стоящие перед исследователями гидротурбин по разработке обратимых гидромашин, развитию и отработке пропеллерных, горизонтальных капсульных и диагональных гидротурбин, по расширению номенклатуры и усовершенствованию гидротурбин поворотно-лопастного, радиально-осевого и ковшового типов, повышению надежности и экономичности выпускаемых объединением машин, обусловливают необходимость модернизации существующих экспериментальных стендов. В частности, необходимо обеспечить возможность получения полной универсальной характеристики на одном стенде, необходимо иметь возможность использовать модели при напорах до 100 ... 120 м. Нужна современная, более точная измерительная аппаратура, вычислительная техника, автоматика. Необходимо внедрение новых методов исследований рабочего процесса, включая применение специальных оптических систем, голографии и др.
2. Практика последних лет показывает, что при энергетических испытаниях одной и той же модели в различных лабораториях нередко получаются значительные расхождения в результатах. Аналогичная картина встречается и в случаях, когда в разных лабораториях по одним и тем же чертежам изготовляют рабочие колеса. При этом, как правило, чем меньше размер модели, тем больше расхождения результатов. Анализ этих факторов приводит к заключению, что главными причинами расхождений результатов энергетических испытаний являются не столько различие в условиях испытаний (напор на стенде, температура воды, измерительными устройствами), сколько точность изготовления РК, недостаточный контроль геометрии лопастной системы, а также различие способов учета механических потерь. Необходимо разработать методические указания по контролю геометрии лопастных систем РК и одновременно с испытанием осуществлять такой контроль техническими средствами, обеспечивающими точность. Также целесообразной является разработка единой технологии изготовления модельных колес, обеспечивающей улучшение качества изготовления и точность колес.
3. В настоящее время в области оценки прочности и долговечности развилось направление, базирующееся на методах механики разрушения. Поэтому, если в недалеком прошлом прочностные исследования конструкции, в основном, сводились к определению напряжен-а но-деформированного состояния, то теперь требуется
изучение закономерностей возникновения и развития трещин, а также разработка рекомендации по остановке роста трещин или существенному замедлению скорости их роста. Все это требует специализированной экспериментальной базы и специальных программ исследований с моделированием реальных обстоятельств, имеющих место в натурных конструкциях.
Для этих целей в 1976 г. руководством Министерства энергетического машиностроения было принято решение о создании в объединении специальной лаборатории прочности гидротурбин. Техническое задание на проектирование лаборатории передано проектной организации. Составлены заявки на стандартное оборудование. Необходимо принять все меры к тому, чтобы в следующем пятилетии лаборатория прочности гидротурбин была создана и обеспечила проектирование уникального гидротурбинного оборудования необходимыми исследованиями.
4. Отработка оптимальных вариантов проточной части гидротурбин различных типов, а также оптимальных конструкций основных узлов неизбежно требует длительных исследований по многим направлениям н для обеспечения своевременности всех проектных работ необходимо, чтобы темп исследовательских работ всегда опережал темп проектных работ. Это становится возможным лишь при условиях, что исследования начинаются еще на самых ранних стадиях проработок и проводятся ускоренными темпами и непрерывно. Как правило, необходимо привлечение соисполнителей из числа исследовательских и учебных лабораторий. Однако сложившийся порядок финансирования НИР исключает такую возможность, так как финансирование поисковых методических работ практически осуществляется в недостаточном объеме. Подобное положение сейчас имеет место в области диагональных турбин, обратимых гидромашин и в области разработки оборудования для гидротехнических систем по переброске части стока северных рек.
Весьма важную роль в усилении темпа экспериментальных работ играет также своевременность изготовления моделей и других деталей экспериментальных установок. Здесь решающим обстоятельством является организационная сторона.
Необходимы срочные меры по устранению указанных затруднений.