hydro-turbines는 종종 물 흐름에 매달린 퇴적물의 존재로 인한 손상을 겪습니다. 고체는 터빈 성분에 부딪쳐 표면에서 재료를 제거하게합니다. 이 문제는 특히 히말라야, 안데스 및 유럽 알프스와 같은 강이 계절적으로 또는 영구적으로 풍부한 세계 지역에서 관련이 있습니다. 침식 위험이 높을수록 미세 입자, 일반적으로 미사 형태의 미세한 입자와 관련이 있으며, 이는 거친 고체와 달리 경제적으로 실행 가능한 방식으로 제거 할 수 없습니다.
hydro-turbines의 러너 블레이드가 침식에 매우 취약하다는 것은 놀라운 일이 아니지만 장치의 다른 부분도 심각하게 손상 될 수 있습니다. Pelton 터빈의 경우, 인젝터는 분명히 주목할 가치가 있습니다. 인젝터는 두 배의 목적, 즉 블레이드를 때리는 고속 제트를 생성하고 바늘 노즐 시스템을 통한 유량을 조절하여 제어 밸브 역할을합니다. 물 흐름과 함께 운반되는 입자는 고속으로 가속되어 인젝터의 표면에 맞을 때 마침내 방출되는 상당한 침식 전력을 초래합니다.
.연구 작업은 Poldton Turbine Injector의 Hydro-Abrasive Wear의 CFD (Computational Fluid Dynamics) 시뮬레이션과 관련하여 PoliteCnico Di Milano의 Fluidlab Research Group 내에서 수행되었으며, 신뢰할 수있는 설명 모델을 구축하는 데있어서 설계 및 관리 개선을 위해 사용될 수있는 신뢰할 수있는 설명 모델을 구축한다는 목표와 함께,
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유동 제어 장치의 유체 동적 특성화 및 입자가 함유 된 흐름의 수치 및 물리적 모델링에서 Fluidlab 그룹의 장기 전문 지식은 모든 복잡성에서 작업을 수행하는 열쇠였습니다. 보다 일반적으로, Fluidlab 그룹은 유체 역학 분야의 여러 주제를 다루며, 이는 세 가지 주요 영역, 즉 산업용 유체 역학, 녹색 에너지 및 유체 구조 상호 작용으로 나눌 수 있습니다. 입자가 함유 된 흐름과 관련하여, 그룹은 다음 실험실 및 계산 시설을 처분합니다. E-DIT (직접 임팩트 테스트). 표본에 충돌하는 고속도의 슬러리 제트에 의해 생성 된 손상은 주어진 시험 조건 하에서 재료의 마모 거동의 특성화를 제공합니다. 파이프 라인 피팅 및 유압 장비의 슬러리 침식 테스트를위한 E- 루프; CFD 시뮬레이션의 출력에서 시작하여 흐름에서 고체 입자에 의해 생성 된 침식을 추정 할 수있는 MATLAB 라이브러리 세트 인 E 코드. 
인젝터의 침식을 추정하는 것은 유체 및 고체 역학과 관련된 측면을 포함하는 여러 분야의 특성으로 인해 특히 어려운 문제였습니다. 한편으로, 인젝터 내부의 고체 입자와 그 뒤에 궤적의 정확한 결정은 신뢰할 수있는 침식 추정치를 달성하는 데 중요 하였으므로, 이동 입자와 난류 액체 흐름 사이의 상호 작용을 설명하기 위해 고급 유체 역학 모델을 사용해야하며, 또한 제트를 둘러싼 공기의 존재를 설명합니다. 한편, 일단 궤적이 계산되면, 인젝터 표면에 충돌하는 연마 입자에 의해 생성 된 재료의 손실은 정확하게 정량화되어야했다. 이를 위해서는 "침식 모델"이라는 특정 모델을 사용해야했습니다. 침식 모델은 손상 및 골절 역학의 개념을 기반으로하며, 따라서 견고한 역학 세계와 관련이 있습니다. 그러나 현재의 관행은 종종 E-DIT에서 수행 된 것과 같은 테스트의 교정에서 얻은 경험적 공식으로 전환됩니다. 분명히 이것은 CFD 모델의 예측 용량을 강력하게 제한합니다.
수치 시뮬레이션을 수행 할 때, 솔루션의 일관성을 확인하는 데 특히주의를 기울이고, 불확실한 자연의 CFD 모델의 구성 요소에 의해 추정치가 영향을 받거나 정량화하기 어려운 정도를 평가했습니다. 실제로, 이것은 Fluidlab Group이 수행 한 연구 작업의 독특한 특징이며, 연구자들은 위에서 설명한 분석이 엔지니어링 목적으로 CFD 접근법의 올바른 사용에 필수적이라고 확신합니다. 이러한 관점에서, 인젝터의 마모는 두 가지 다른 경험적 침식 모델에 의해 예측되었으며, 이는 둘 다 관심의 흐름 조건에 잠재적으로 적용 할 수 있지만 상당히 다른 예측을 생성했다.
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이러한 고유 한 불확실성과 실험 데이터를 처분하지 않는 연구자들은 신뢰할 수있는 결론을 내리는 데 많은 노력을 기울였으며, 마지막으로, 그들은 침식 마모, 즉 노즐 시트와 바늘에 가장 취약한 인젝터 구성 요소를 식별하는 데 성공했습니다. 또한, 그들은 인젝터의 실제 개구부가 마모에 대한 취약성에 어떻게 영향을 미쳤는지, 노즐 시트와는 달리 바늘의 손상이 밸브가 닫히면서 크게 증가 할 가능성이 있음을 관찰했습니다.
.관련 문헌에 비추어 해석 된 얻은 결과의 비판적 분석은이 연구를 개발하기위한 가능한 방향을 식별 할 수있게했다. 먼저, 경험적 침식 모델 사용에 내재 된 부정확성을 제한하는 것은 제한적이어야하며,이 목적으로는 소규모로 마모 프로세스를 예측하기위한보다 신뢰할 수 있지만 (동시에, 다루기 쉬운) 도구가 필요합니다. 둘째, 손상의보다 정확한 추정치를 조달하기 위해 캐비테이션 및 충격 침식의 시너지 효과를 설명해야 하므로이 효과를 포착 할 수있는 모델이 필요합니다. 침식 지오메트리의 동적 진화를 설명 할 수있는 기술의 가용성 외에도 침식의 발생이 인젝터의 조절 성능을 악화시키는 방법을 조사 할 수있는 방법을 열어 줄 것입니다.
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