Ermittlung von Turbinenkennfeldern

für Francis-Turbinen mittels CFD-Simulation

Vor allem im Bereich der Kleinwasserkraft ist das Verhalten der Turbinen fernab des eigentlichen Einsatzbereiches oftmals nicht oder nur unzureichend bekannt.

Zur Ermittlung der Wirkungsgrade beim Betrieb in tiefer Teillast, der stationären Durchgangsdrehzahl bei Lastabwurf oder auch der Leitschaufelmomente bei Extrembelastung ist die Verwendung eines vollständigen Turbinenkennfelds dringend erforderlich.

Turbinenkennfelder lassen sich allerdings nicht nur am Modellprüfstand, sondern auch im Zuge umfangreicher CFD-Simulationen ermitteln. Eine solche Kennfeldsimulation wurde unlängst für einen Hersteller von Francis-Turbinen durchgeführt (siehe Abbildung).

Die erarbeiteten Ergebnisse dienen als Grundlage für die Angebotslegung bei neuen Projekten und tragen dazu bei, einzelne Komponenten von Wasserkraftanlagen zukünftig noch besser auszulegen.