Development of the pressure-time method

Absoluta flödesmätningar med god noggrannhet i vissa typer av hydrauliska turbiner (med låg fallhöjd) är svåra och kostsamma. I dag används nästan uteslutande Winter-Kennedy-metoden som är en relativ flödesmätningsmetod. För en mer absolut och exakt flödesmätningsmetod för maskiner krävs relevanta effektivitetsmätningar.

Trycktidsmetoden är relativt ekonomisk och enkel att implementera. Den utvecklades för ett sekel sedan av Gibson och innebär mätning av differenstrycket mellan två tvärsnitt i ett rör med konstant tvärsnitt under en transient. Vanligtvis regleras transienten i hydrauliska turbiner genom att ledskenorna stängs. Eftersom flödeshastigheten bestäms från en transient kan metoden inte användas för kontinuerliga mätningar. Men metoden har en del begränsningar som måste övervinnas för att metoden ska få fullt genomslag i vattenkraftsindustrin.

Flera studier har utförts för att utöka tillämpningen av metoden. Till exempel har en mer exakt fysisk modell för att utvärdera data utvecklats. Tyngdpunkten har hittills legat på modelleringen av förlusterna och vätskans komprimerbarhet. I de studierna utgår man från en endimensionell modellering av vattenledningen, vilket begränsar metodens tillämpbarhet för maskiner med låg fallhöjd. Med avancerade datorer kan tredimensionella variabla geometrier modelleras. I det här projektet kommer tredimensionella numeriska simuleringar användas för att utvärdera trycktidsmätningarna. Förutom utvärderingsmetoden kommer en enkel testrigg att utvecklas vid LTU för att utvärdera metoden på olika geometrier för mätningar vid Vattenfall. Visionen är att ta fram en metod för vattenkraftsindustrin som möjliggör noggranna och kontinuerliga flödesmätningar i vattenturbiner.