Gibsonova metoda měření průtoku ve vodních elektrárnách

Abstract

V této diplomové práci je řešena problematika měření účinnosti vodních turbín se zaměřením na malé vodní elektrárny. Jsou zde popsány metody provozních a přejímacích zkoušek pro určení charakteristik. Je zde krátce pojednáno o problematice chyb a nejistot měření. Hlavním cílem této práce je popsání principu Gibsonovy metody měření průtoku, neboli metody tlak-čas. Je zde popsán její fyzikální základ a odvozen vzorec používaný pro výpočet. Jsou zde popsány veškeré aspekty této metody a také jsou zde shrnuty nové poznatky a navrhované úpravy Gibsonovy metody. Také jsou detailně vysvětleny rozdíly ve třech používaných variantách metody tlak-čas. Jsou zde sepsána normativní doporučení a omezení pro použití Gibsonovy metody. Komplexně je zde zpracován také postup výpočtu s příklady průběhu měřených a vypočtených veličin. Je zde předveden výpočet na konkrétních datech pomocí autorova skriptu napsaného v prostředí MATLAB, některé výpočty jsou provedeny také v programu MS Excel. Jsou zde zpracována zapůjčená historická i autorem měřená data. Na těchto datech je provedena citlivostní analýza jednotlivých vlivů.

This thesis works with efficiency measurements issues of water turbines with focusing on small hydroelectric powerhouses. The thesis describes the methods of operational and field acceptance tests. The thesis also solves the issues of errors and measurements uncertainty. The aim of this thesis is to describe the Gibson method principle of discharge measurement alias pressure-time method. The thesis works with Gibson method physics basis and presents formula derivation that is used for the calculation. There are described all aspects of this method and summarised new findings and suggestions of Gibson method adjustments. There is also a clarification of differences among three techniques of pressure-time method usage. Also these are delineated normative recommendation and restrictions for Gibson method usage. The thesis works comprehensively with the method of calculation with particular examples of measured and calculated waveforms. The thesis also presents the calculation on particular data measured using authors' own script written in MATLAB, some calculations are also performed in Microsoft Excel programme. Data presented in this thesis are borrowed historical ones and also gained from authors own measurements. These data are also used for sensitivity analysis.