Fyzikální model Peltonovy turbíny

Abstract

Tato diplomová práce se zaměřuje na zprovoznění modelové sestavy Peltonovy turbíny v laboratoři fakulty stavební na univerzitě Českého vysokého učení technického v Praze, která bude využívána pro měření účinnostních charakteristik Peltonovy turbíny. V první části práce se nachází popis matematických vztahů mezi měřenými veličinami, do výpočtů vstupují otáčky, krouticí moment, tlak a průtok vody. Dále je zde uveden popis laboratoře a měřících čidel a nakonec návrh řízení pomoci IO DataLab modulů a jejich zapojení k měřící sestavě. Meritum práce je vývoj ovládací aplikace ve vývojovém prostředí ControlWeb. V následující části práce jsou definovány základní parametry aplikace (komunikace, proměnné a virtuální přístroje) a vztahy mezi jednotlivými parametry pomocí událostních a nativních procedur. Vyvinutá aplikace řídí celou modelovou sestavu, zobrazuje všechny aktuálně měřené veličiny, přepočítává a zobrazuje účinnostní charakteristiky Peltonovy turbíny a umožňuje export všech výsledných dat do excelového souboru. V závěru práce je provedeno kontrolní měření pro ověření funkčnosti modelové sestavy a vyvíjené aplikace. A výsledky měření jsou graficky zobrazeny.

This master thesis is focused on the commissioning of a model setup of the Pelton wheel at the laboratory of Faculty of Civil Engineering at the Czech Technical University in Prague. This model will be used for measuring the efficient characteristics of the Pelton wheel. The first part of this thesis includes a description of the mathematical relationships between measured variables - rotation, torque momentum, water pressure, and water flow rate. Furthermore, it aims to present the description of the laboratory, measurement sensors, and ultimately a control proposal using IO DataLab modules and their connection to the model setup. The significance of this thesis lies in the development of a control application using ControlWeb software system. Therefore, the second part defines the basic parameters of this application (communication, variables and virtual units) and the relationships between these individual parameters utilizing event and native procedures. The developed application manages the complete model setup, displays all currently measured quantities, calculates and displays the efficiency characteristics of the Pelton wheel, and enables the export of resultant data to an excel file. The conclusion of this thesis presents a control measurement to verify the functionality of the model setup and the developed application. Measurement results are presented graphically.