水力發電 - 水壓衝壓泵

水壓衝壓泵利用基本的物理定律，將水提升到高於水源的高度，克服重力作用。這種泵無需任何外部能源供應，例如燃料燃燒。唯一的能量是泵送的水的動能。水頭越高，泵送的距離越高。

工作原理？

要了解水壓衝壓泵的工作原理，必須瞭解水錘原理。

水錘 - 當流體（在本例中為水）被強行停止或其方向突然改變時，就會發生水錘效應。會產生壓力衝擊，衝擊波會傳回流體源頭。這可能是一種危險的現象，會導致輪胎和管道爆裂或破裂。

• 水透過入口（5）流入泵，利用水頭產生一定的動能，並關閉閥門（6）。

• 當6關閉且3最初關閉時，水會產生水錘效應，在管道中積聚壓力，開啟閥門（3），將一些水送入出口（1）。

• 由於水流向上，水流緩慢，很快又回落，關閉3。

• 水錘效應積聚並透過管道反向傳播，產生吸力，開啟洩水閥6。

壓力每次都會積聚，該過程重複進行。

標記2是一個包含空氣的壓力控制器。它在6關閉且水透過3推動時緩衝衝擊。它有助於保護管道免受可能導致爆裂的衝擊，並有助於泵送效果。衝壓泵的效率為60%到80%。這並不直接反映泵送水的比例，因為它依賴於泵送水的垂直高度。換句話說，這是泵送效果對水錘效應能量的效率。

例題1

計算一臺效率為85%的渦輪機的估計功率。河流流量為每秒80立方米，水流入口位於發電機組渦輪機位置147米處。

解答 -

功率由W = 效率 * 水頭 * 流量 * 密度 * 重力計算

將水的比重轉換為SI單位，我們得到1000kgm^-3

將數值代入公式 -

P = 0.85 * 1000 * 80 * 9.81 * 147

P = 97兆瓦

例題2

假設某一天實際接收到的功率為1,440,000千瓦時；計算發電機的效率。假設重力為9.81 ms^-2。水的比重為1 gcm^-3。

解答 -

已知：一天的供應量 = 288000千瓦時

功率 = 1440000/24

= 60兆瓦

效率 = 供電功率/預期功率 * 100

= 60/97 * 100

該系統的效率為66.67%。