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扭矩传感器有助于确定微型水力发电厂的实际涡轮效率

用转矩传感器测量微型水电系统涡轮泵的效率和实际性能

     

  背景

  

  气温上升、降水变化和海平面上升等主要指标清楚地表明,气候变化已经对我们的环境产生了影响。毫无疑问,气候变化的影响将继续下去,甚?#37327;?#33021;在未来加速,在未来的几年里,在某些地理区域造成缺水。

  

  由于水的供应在生态系统和社会经济活动中发挥着重要作用,欧盟及其成员国正在进行?#29486;鰨?#20197;确保更好地规划和管理水资源。这种?#29486;?#26377;多?#20013;问劍?#20363;如有效的立法、调整现有政策、改进知识库和开发新的智能低?#25216;际酰?#20197;应对未来的缺水问题。

  

  例如,在欧盟,设立了?#20998;?#21306;域发展基金,以减少经济、环境和社会问题,特别侧重于可?#20013;?#22478;市发展。因此,该组织正在领导一些教育和研究创新节水?#38469;?#30340;投资项目。


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  客户需求

  

  其中一个由ERDF和爱尔兰威尔士?#29486;?#26041;案2014-2020年资助的项目是Dwr Uisce(它代表分配我们的水资源:利用综合、智能和低碳能源)。

  

  该小组由?#21450;?#26519;三一学院和威尔士班戈大学的学术和研究人员组成,正在研究如何提高爱尔兰和威尔士的供水效率。作为该项目的一部分,该小组提议建造两个微型水电装置。他们使用的不是昂贵的普通水轮机,而是使用低成本的微型水力发电,离心泵作为涡轮机反向工作,称为涡轮泵(Pats)。这使得三一学院的团队与传统的系统相比,将微型水电开发的成本降低了4-5倍。

  

  挑战

  

  在减少水部门的能源消耗和碳强度的许多拟议战略中,一个突出的战略是采用小型水力涡轮机来回收供水线?#36153;?#32447;的过剩能源。由于尺寸和残余压力的要求减少,标准水轮机通常是不切实际的,或过于昂贵的安装在这样的地点。因此,研究小组决定研究使用PATS(也称为反向泵)的低成本和易于维护的设备,用于供水网络中的分?#38469;?#33021;源发电。

  

  经过第一阶段的课桌研究和理论建模,三一学院的团队决定通过实验测试来验证反向运转泵的性能。为了评估泵的效率和工作点,他们需要准确和实时地测量涡轮在不同状态下传递的扭矩。

  

  解决方案

  

  为了评估在实际情况下反向运转泵的性能,该小组的任务是建立一个液压试验台。在试验台设计的核心是一个内置的M425数字扭矩传感器,能够以高精度和可靠性测量扭矩。

  

  经过深入的市场调研,三一学院的团队决定采用基准电子的扭矩传感器,与市场上的其他扭矩传感器相比,基准扭矩计有两个关键的?#38469;?#20248;势:(A)除了扭矩之外,它还可以同时测量转速,因此,无需单独的传感器来评估轴速b)基准通用接口(DUI)的数据采集卡和直观的PC接口非常灵活,设置非常快。

  

  扭矩传感器将轴向安装在传动系统中,将水轮机与发电机连接起来,非常准确地测量前者产生的机械功率,并将实?#20493;?#25968;传送到数据录入PC机进行进一步分析。

  

  冲击

  

  PATS是传统涡轮机的一种具有成本效益的替代方案,当插入到供水系统中?#20445;?#20379;水系统具有恒定的水可用率,它们可以全年发电。在实际情况下,对轴向转速的变化对其效率的影响是衡量其性能的基础。

  

  到目前为止,?#21450;?#26519;三一学院的团队已经完成?#35828;?#19968;个PAT的测试,结果超出了他们的预期。他们发现,PAT的实际性能大?#38469;?1%的效率,这几乎比制造商声明的高出20个百分点。

  

  尽管还处于早期阶段,而?#19968;?#38656;要完成更多的测试,但结果是有希望的,并且为Dwr Uisce项目的可行性创造了健康的潜力。它还创造了防止和缓解今后缺水的希望,确保爱尔兰和威尔士偏远农村地区能?#25442;?#24471;足够数量的优质水。


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