Физические аспекты аварии на СШ ГЭС

[dvb]

TvGER в сообщении #797182 писал(а):

Ширина обода вам для каких целей ?

Не знаю почему, но все обсуждальщики считают, что достаточно порвать шпильки, и содеется то, что на последнем фото. Я прикидывал, и думаю, этого недостаточно. Представьте себе тот же чертеж, но турбина уже приподнялась так, что обод перекрыл входные дырки - примерно так и нарисовано на чертеже в выводах Комиссии. Если обод достаточно широкий, это эквивалентно мгновенному и почти полному закрытию НА. Понятно, что давление в улитке начнет очень быстро расти.
Но пока я дальше не иду. Давайте по порядку. Сейчас меня интересует простые вопросы:
б)В каком положении находились лопатки НА в момент, когда крышка стала свободной.
в) Выходят ли кромки открытых лопаток за обвод крышки?
с) Какие силы обломали шпильки крышки. В то, что их могло оборвать статическое давление снизу верится с трудом. Пусть они там старые, ржавые, но 80 штук по 8 см в диаметре на разрыв...

[nikvic]

dvb в сообщении #797259 писал(а):

Я говорю о тангенциальной проекции скорости...
Значит, эти проекции равны.

Вы неправильно понимаете эту кинематику. Скорость воды относительно лопасти действительно направлена, в штатной ситуации, вдоль лопасти - которая сама "наклонена относительно радиуса". Именно поэтому её танг. проекция не равна скорости кромки лопасти.

-- Сб дек 07, 2013 15:39:50 --

dvb в сообщении #797282 писал(а):

б)В каком положении находились лопатки НА в момент, когда крышка стала свободной.
в) Выходят ли кромки открытых лопаток за обвод крышки?
с) Какие силы обломали шпильки крышки.

б/ Полузакрыты.
в/ Нет.
с/ Скорей всего, как результат "ударного" давления при вибрации и расхлябанности.
Были, похоже, подпрыгивания по вертикали с нежелательными механическими контактами в верхнем лабиринтном уплотнении - там конус редькой вверх.

[parton aka]

dvb в сообщении #797282 писал(а):

Не знаю почему, но все обсуждальщики считают, что достаточно порвать шпильки, и содеется то, что на последнем фото.

Дык, если аппарат был "на этот момент" почти!(либо продолжал) закрыт(поток почти остановлен, давление повышено), но одна (или часть) из лопаток не управлялись, это не позволяло остановить гидроагрегат. Возникли возмушения в потоке и момент, работающий на прецессию маховика. Т.к. до этого,очевидно что, имела место вибрация, то "посадочные места"( + верхняя опора агрегата, возможно) были нарушены, что и дало возможность появиться прецессии вначале "на упругости крышки" (зазор "в электрочасти" ни чуть не мешал этому). Усилие передавалось на шпильки последовательно - отсутствие некоторых гаек могло создать "ударное" действие момента и последовательный отрыв шпилек "зело упростился". После этой "Джанибековщины" большую часть шпилек наконец оторвало и давление столба тупо вынесло агрегат наружу. "На все про все" - секунд несколько. Повторю: это "карты Таро и Хрустальный шар", не более.

[nikvic]

parton aka в сообщении #797308 писал(а):

Возникли возмушения в потоке и момент, работающий на прецессию маховика.

Агрегат вынесло вертикально - очевидцы.
Особых оснований для радиальных моментов не видно. Хотя, конечно, шпильки рвались не все сразу.

[parton aka]

(Оффтоп)

nikvic в сообщении #797315 писал(а):

Агрегат вынесло вертикально - очевидцы.

Судя "по фотке"(если это не фотошоп :)) не вертикально - момент был.

[nikvic]

parton aka в сообщении #797322 писал(а):

Судя "по фотке"(если это не фотошоп :)) не вертикально - момент был.

Фоток летящего - нет.

[parton aka]

nikvic в сообщении #797327 писал(а):

Фоток летящего - нет.

Судя по фотке похоже на вылет пуль чуть меньшего диаметра из нормального ствола (или нормальных из изношенного) - как раз так и летят, "веером". :)

[dvb]

nikvic в сообщении #797287 писал(а):

Именно поэтому её танг. проекция не равна скорости кромки лопасти.

А я и не утверждаю, что тангенциальная скорость воды везде равна скорости кромки. Я утверждаю, что она равна скорости лопатки на соответствующем радиусе. Это и есть механизм передачи момента. Ведь при входе в турбину некоторый объем воды имеет большой момент, а по мере движения вдоль лопатки он его теряет.
Ну да черт с ним, с этим механизмом. Меня он интересовал только по той причине, что я не понимал, почему вода в отсасывающей трубе не вращается. Разумеется, она там вращается и по разному в разных режимах, но если турбину остановить, так завращается, что мало не покажется.

nikvic в сообщении #797327 писал(а):

Фоток летящего - нет.

Это не фотка и не фотошоп. Этот кадр я старательно выдрал из съемок телекамеры - по свежим следам тогда кто-то вывалил в сеть ролик, там был виден весь процесс взлета и затопления машзала. Сначала верхняя крышка приподнялась, и из-под нее потекла вода, потом вывалился бурун воды с крышкой наверху, а после из него выскочил сам агрегат. Он, безусловно, вращался. Я по этому снимку пытался понять, целы ли еще лопатки НА. На мой взгляд, их там уже нет.
Были и другие ролики - съемка дальнего плана вида станции с фонтаном над крышей - снимали с дороги сотовым, даже голос был - что-то вроде: "ни хрена себе.., надо делать ноги".

[nikvic]

dvb в сообщении #797560 писал(а):

А я и не утверждаю, что тангенциальная скорость воды везде равна скорости кромки. Я утверждаю, что она равна скорости лопатки на соответствующем радиусе.

Неверно: абсолютная скорость равна сумме относительной и переносной. Последняя - скорость точки лопатки - чисто тангенциальная.

[dvb]

nikvic в сообщении #796852 писал(а):

Две скорости воды можно просуммировать и получит, что динамический напор при входе в колесо - аж 95м водяного столба, так что на давление остаётся (с учётом потерь) 10-11ати. И это давление нужно "стравить", заставив его отдать потенц. энергию.

Прошу прощения за некоторую педантичность , но мои познания в гидродинамике изрядно поистерлись, а в технической и вовсе нулевые. Поэтому объяснения в терминах типа "динамический напор", мало что говорят. Что же касается вот этой фразы: "И это давление нужно "стравить", заставив его отдать потенц. энергию", для меня она звучит довольно дико. Давление это сила, и она никак не ассоциируется с понятием "энергия". Поле давлений в сравнительно ламинарных потоках меняется со скоростью звука - это полтора км/c, у нас же фигурируют числа порядка 50 м/с. По этой причине, когда мне говорят, что турбину вышибло из колодца давлением, как пробку из бутылки, я этого не воспринимаю. Чтобы это произошло, необходимо, чтобы некоторое давление действовало на некотором пути - получится энергия, или в течение некоторого времени - получится импульс. Но когда колесо турбины с крышкой при подъеме полностью освободит эти дырки в улитке, давление под ними упадет практически мгновенно, поскольку вода свободно хлынет в отсасывающую трубу - поток ведь и не прекращался. Разумеется, тут есть ньюансы, но я как раз и пытаюсь найти ситуацию, при которой давление под агрегатом, ставшим, по сути, поршнем держится долстаточно долго, чтобы передать ему необходимый импульс. Такая ситуация возможна, если вода в отводящей трубе в какой-то момент остановилась. Но кто и как ее остановил?! Для текущей воды единственная возможность - каким-то образом на достаточное время сделать среднее давление под турбиной меньше давления на выходе отсасывающей трубы, а там давление... ну, это же надо смотреть геометрию.
Короче, моя гипотеза состоит в том, что в системе водовод-поршень-отсасывающая труба возник "гидравлический" резонанс. Поршень прыгал вверх-вниз, а обод турбины перекрывал поток. Система очень высокодобротная - трения там почти нет.
В такой системе резонанс развивается за штуки колебаний. Вот, прокручивая ролик из которого картинка, я пытался обнаружить признаки развития резонанса, и, как мне мерещится, видел их. Во всяком случае, от момента, когда из-под крышки пошла вода, до момента взлета прошло не менее 7 секунд, а, скорее чуть больше.
Вобще-то моя цель - определить частоту такого резонанса, но там столько неизвестных параметров, что я дурею их собираючи...
Начать с того, что в парламентском отчете давление в отводящей трубе 1.2 атм, а в акте Ростехнадзора - 0.5 атм. Вот и верь после этого людям...
А так конечно, да - карты таро, корень мандрагоры, рог единорога, две лягушачьи лапки - и дело в шляпе.

[nikvic]

dvb в сообщении #797635 писал(а):

Давление это сила, и она никак не ассоциируется с понятием "энергия". Поле давлений в сравнительно ламинарных потоках меняется со скоростью звука - это полтора км/c, у нас же фигурируют числа порядка 50 м/с. По этой причине, когда мне говорят, что турбину вышибло из колодца давлением, как пробку из бутылки, я этого не воспринимаю.

Давление - плотность энергии (а не сила). "Расходуя" внизу куб воды, Вы уменьшаете на куб количество воды двумястами метров выше.
А про гидроудар (и его "степени") можно и прочесть - там фигурирует скорость волны давления в трубе. Если грубо - то скорость звука в воде.

Во времена проектирования СШ исходные расчёты делались по Эйлеру. Далее - модель 1:10, к сожалению, не вполне подобная гидродинамически.

У радиально-осевых турбин есть принципиальный недостаток - постоянная геометрия лопастей. КПД как функция расхода имеет вид параболы, и вдали от вершины неизбежны потери энергии. Стал быть, плохо предсказуемая турбулентность и остаточная "закрутка".

[dvb]

nikvic в сообщении #797625 писал(а):

Неверно: абсолютная скорость равна сумме относительной и переносной. Последняя - скорость точки лопатки - чисто тангенциальная.

Согласен, действительно, если, лопасти стоят косо, и в системе покоя колеса поток течет вдоль лопаток, он имеет тангенциальную компоненту. Сама же скорость вдоль лопастей вряд ли сильно меняется в турбине - меняется ее направление, и, собственно, геометрия лопаток подбирается с тем расчетом, чобы в номинальном режиме горизонтальная компонента скорости сходящего с лопастей потока была равна вот этой самой "переносной" с минусом.

[Xey]

dvb в сообщении #797635 писал(а):

Вот, прокручивая ролик из которого картинка, я пытался обнаружить признаки развития резонанса, и, как мне мерещится, видел их. Во всяком случае, от момента, когда из-под крышки пошла вода, до момента взлета прошло не менее 7 секунд, а, скорее чуть больше.

По приведенному на предыдущей странице кадру взлетевшего агрегата, можно предположить , что колонну, которую видно наздесь.


он отфрезеровал не на подъеме. Фрезеровал ротором генератора и крестовиной на которой крепился ротор . После падения все как-то сползло в обратно в шахту. Здесь колонну уже востанавливают , крестовина ротора генератора сплющена.

Большое кольцо это видимо сорванный с места статор генератора, он наверно не взлетал.

[parton aka]

(Оффтоп)

dvb в сообщении #797635 писал(а):

А так конечно, да - карты таро, корень мандрагоры, рог единорога, две лягушачьи лапки - и дело в шляпе.

Если Вы это понимаете, то зачем пытаетесь искать "точные причины и следствия", не имея всех деталей случившегося?

dvb в сообщении #797635 писал(а):

...возник "гидравлический" резонанс. Поршень прыгал вверх-вниз, а обод турбины перекрывал поток.

Что за "резонанс"? При возобновлении "свободного" течения (каким образом - "тайна, покрытая мраком", либо, если есть желание "порвать мозги", читайте "за пули" выше :)), поверхность покоящейся воды в колодце равносильна стенке, в которую упрется поток. Возникнет скачек давления, давление под агрегатом повысится(течение остановится), и если шпильки уже были "подорваны"(это основное "условие"), агрегат воспримет это давление и начнет работать "в насосном режиме" за счет накопленной энергии ротора. Впрочем, заключение комиссии именно об этом, если не путаю.

[nikvic]

parton aka в сообщении #797682 писал(а):

агрегат воспримет это давление и начнет работать "в насосном режиме" за счет накопленной энергии ротора.

На дроме насосный режим обсуждался и был признан отсутствующим.
До последнего момента генератор генерил, а вот его мгновенная мощность колебалась значительно. Это вполне объясняется вертикальными колебаниями: в нижней части лопасти загнуты "назад" и работают как пропеллер.