Техника - молодёжи 1955-07, страница 11

$й£рй

ТГАОЯЩШЯ

Кандидат физико-математических наук Б. КАЖИНСКИЙ

Рис. А. КАТКОВСКОГО

П ри освоении целинных земель ■■ возникает множество новых населенных пунктов, нуждающихся в электроэнергии.

Некоторые новые поселения размещаются по берегам малых и крупных рек, где много гидроэнергии, однако использовать ее новоселы далеко не всегда могут. Ведь для этого надо осуществить дорогое и трудоемкое строительство гидроэлектростанций.

Напрашивается вопрос: нельзя ли в таких случаях использовать энергию реки, не прибегая к строительству плотины? На этот вопрос следует ответить положительно. Примеры применения бесплотинных гидросиловых установок известны как у нас, так и за границей. Еще не так давно кое-где на реках Куре и Днепре существовали пловучие водяные двигатели. Это были старинного типа подливные колеса, установленные на поплавках. Лопатки нижней части такого колеса, погруженные в водяной поток между двумя поплавками, перемещались силой течения и создавали вращение колеса. При всем своем несовершенстве подобная гидроустановка имеет основное достоинство — отсутствие плотины, водоподводящего устройства и водоотвода. Кроме того, подобные установки легко могут быть передвинуты с одного места на другое, туда, где они в данный момент всего нужнее.

В настоящее время старые бесплотинные гидроустановки не существуют, новые не изготовляются. Между тем предприятия на местах, и в том числе МТС и совхозы, могут строить подобные установки, конечно, не по образцу старинных, а по новым проектам,

с учетом современных достижении гидромашиностроения. Об одном таком проекте мы и поведем речь.

Среди типов гидродвигателей, подходящих для бесплотинных установок, наибольшей известностью и признанием пользуются два. Первый—это обычный гидроротор, рабочее колесо которого, заполняя своими лопастями очертания горизонтально вытянутого прямоугольника, занимает значительную часть площади живого сечения реки и поэтому способно воспринять значительную часть ее гидроэнергии. Однако гидроротор имеет недостаточно высокий кпд — всего около 0,18. Второй тип—пропеллерная турбина с небольшим диффузором. Ее рабочее колесо, имея в 4—5 раз более высокий кпд, чем у гидроротора, занимает своими очертаниями (в форме круга сравнительно небольшого диаметра) слишком незначи

Группа пловучих (бесплотинных) водяных мельниц на реке Куре в Тбилиси. Подливное колесо ХД—5 м) каждой из них укреплено между двумя понтонами (байдарами) и развивает мощность в 30 л. с. при скорости течения воды в 2 м/сек. Фотоснимок сделан в 1908 году.

тельную часть площади живого сечения реки и, следовательно, оставляет большую часть гидроэнергии неуловленной.

Необходимо создать такой сво-боднопоточный гидродвигатель, рабочее колесо которого, с одной стороны, обладало бы достаточно высоким кпд (приближающимся к кпд пропеллерной турбины с диффузором), а с другой — занимало бы своими очертаниями площадь живого сечения реки не в форме круга, а в форме, близкой к горизонтально вытянутому прямоугольнику (как у гидроротора). Именно такими счастливыми свойствами обладает новый свободнопоточный гидродвигатель, рабочее колесо которого выполнено в форме архимедова винта. Расположенная горизонтально ось вращения такого винта не совпадает с направлением течения свободного потока, а поставлена к нему под косым углом. Величина этого угла зависит от диаметра винта, числа его витков на единицу длины винта, а также от требуемого числа оборотов винта (при заданной скорости потока).

Благодаря косому углу установки архимедова винта на нижней половине его спирально изогнутых лопастей образуется, по числу витков, ряд плоскостей, воспринимающих скоростной напор потока, а на верхней половине лопасти становятся вразрез к потоку и такого давления не испытывают. Разница давлений между нижней и верхней половинами спирально изогнутых лопастей винта и создает рабочий момент вращения. Разница эта будет максимальной, если ось вращения расположена на уровне горизонта воды в

9