Published April 4, 2024
| Version v1
Publication
Open
Enhancing baffle columns' performance to mitigate sedimentation at intake structures
- 1. Benha University
- 2. National Water Research Center
Description
Abstract The improvement and capacity increasing of hydropower stations have brought attention to the intake structures of water-cooling systems, which suction water from alluvial channels. The accumulation of sediment in the vicinity of these intake structures poses significant operational challenges, such as strong vortices, and irregular flow distribution at pump intakes. One effective approach is the implementation of a sediment deflector system using baffle columns as avoided wall (L-Shape profile) with specific dimensions and arrangement to allow water to go through while preventing sediment ingress into the power station intakes. L-Shape profile means double voided walls, one of them parallel to flow direction while the other wall perpendicular to the flow direction in the upstream of the intake structure. The objective of this study is to optimize the performance of the baffle columns of the deflector system in mitigating sedimentation in front of the intake structures. To achieve this, an undistorted physical model with scale 1:50 is utilized to analyze the impact of a defined angle between the two voided walls of the deflector system. Three trials by changing the angle of the double voided walls (L-Shape profile) from 90° to 120°,135°, and 150°. The results of this study indicate that as the inclination angle of the deflector system increased to 150°, it resulted in uniform flow efficiency in the direction of the flow, less accumulative sedimentation ingress the intake.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
لقد لفت تحسين وزيادة قدرة محطات الطاقة الكهرومائية الانتباه إلى هياكل السحب لأنظمة تبريد المياه، والتي تمتص المياه من القنوات الغرينية. يشكل تراكم الرواسب بالقرب من هياكل السحب هذه تحديات تشغيلية كبيرة، مثل الدوامات القوية، والتوزيع غير المنتظم للتدفق عند مآخذ المضخة. يتمثل أحد الأساليب الفعالة في تنفيذ نظام انحراف الرواسب باستخدام أعمدة الحاجز كجدار متجنب (ملف تعريف على شكل حرف L) بأبعاد وترتيب محدد للسماح بمرور المياه مع منع دخول الرواسب إلى مآخذ محطة الطاقة. يعني شكل L الجدران المزدوجة الفارغة، واحد منهم مواز لاتجاه التدفق في حين أن الجدار الآخر عمودي على اتجاه التدفق في المنبع من هيكل السحب. الهدف من هذه الدراسة هو تحسين أداء أعمدة الحواجز لنظام الانحراف في التخفيف من الترسيب أمام هياكل السحب. ولتحقيق ذلك، يتم استخدام نموذج مادي غير مشوه بمقياس 1:50 لتحليل تأثير زاوية محددة بين الجدارين الفارغين لنظام الانحراف. ثلاث محاولات عن طريق تغيير زاوية الجدران المزدوجة الفارغة (شكل L) من 90درجة إلى 120درجة، 135درجة، و 150درجة. تشير نتائج هذه الدراسة إلى أنه مع زيادة زاوية ميل نظام الانحراف إلى 150درجة، أدى ذلك إلى كفاءة تدفق موحدة في اتجاه التدفق، مما قلل من الترسيب التراكمي الذي يدخل المدخول.Translated Description (French)
Résumé L'amélioration et l'augmentation de la capacité des centrales hydroélectriques ont attiré l'attention sur les structures d'admission des systèmes de refroidissement par eau, qui aspirent l'eau des canaux alluviaux. L'accumulation de sédiments à proximité de ces structures d'admission pose des défis opérationnels importants, tels que de forts tourbillons et une distribution irrégulière du débit aux admissions de la pompe. Une approche efficace est la mise en œuvre d'un système de déflecteur de sédiments utilisant des colonnes déflectrices comme paroi évitée (profil en L) avec des dimensions et une disposition spécifiques pour permettre à l'eau de passer tout en empêchant l'entrée des sédiments dans les entrées de la centrale électrique. Le profil en forme de L signifie des parois à double vide, l'une d'elles parallèle à la direction d'écoulement tandis que l'autre paroi perpendiculaire à la direction d'écoulement en amont de la structure d'admission. L'objectif de cette étude est d'optimiser les performances des colonnes déflectrices du système déflecteur dans l'atténuation de la sédimentation devant les structures d'admission. Pour ce faire, un modèle physique non distordu à l'échelle 1:50 est utilisé pour analyser l'impact d'un angle défini entre les deux parois évidées du système déflecteur. Trois essais en changeant l'angle des parois à double vide (profil en L) de 90° à 120°, 135° et 150°. Les résultats de cette étude indiquent qu'à mesure que l'angle d'inclinaison du système déflecteur augmentait à 150°, il en résultait une efficacité d'écoulement uniforme dans la direction de l'écoulement, moins de sédimentation accumulée pénétrant dans l'admission.Translated Description (Spanish)
Resumen La mejora y el aumento de la capacidad de las centrales hidroeléctricas han llamado la atención sobre las estructuras de admisión de los sistemas de refrigeración por agua, que succionan el agua de los canales aluviales. La acumulación de sedimentos en las proximidades de estas estructuras de entrada plantea importantes desafíos operativos, como fuertes vórtices y una distribución irregular del flujo en las entradas de la bomba. Un enfoque efectivo es la implementación de un sistema deflector de sedimentos utilizando columnas deflectoras como pared evitada (perfil en forma de L) con dimensiones y disposición específicas para permitir que el agua pase mientras se evita la entrada de sedimentos en las tomas de la central eléctrica. El perfil en forma de L significa paredes de doble vacío, una de ellas paralela a la dirección del flujo mientras que la otra pared perpendicular a la dirección del flujo en la parte superior de la estructura de admisión. El objetivo de este estudio es optimizar el rendimiento de las columnas deflectoras del sistema deflector en la mitigación de la sedimentación frente a las estructuras de admisión. Para lograr esto, se utiliza un modelo físico no distorsionado con escala 1:50 para analizar el impacto de un ángulo definido entre las dos paredes vacías del sistema deflector. Tres ensayos cambiando el ángulo de las paredes de doble hueco (perfil en forma de L) de 90° a 120°, 135° y 150°. Los resultados de este estudio indican que a medida que el ángulo de inclinación del sistema deflector aumentó a 150°, resultó en una eficiencia de flujo uniforme en la dirección del flujo, menos sedimentación acumulativa ingresa a la toma.Files
s13201-024-02144-z.pdf.pdf
Files
(11.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:78cea43f6c16d6ee71c51594c9b1b3bc
|
11.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تعزيز أداء أعمدة الحواجز للتخفيف من الترسيب في هياكل السحب
- Translated title (French)
- Améliorer les performances des colonnes déflectrices pour atténuer la sédimentation au niveau des structures d'admission
- Translated title (Spanish)
- Mejorar el rendimiento de las columnas deflectoras para mitigar la sedimentación en las estructuras de admisión
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4393937855
- DOI
- 10.1007/s13201-024-02144-z
References
- https://openalex.org/W2007268683
- https://openalex.org/W2007485503
- https://openalex.org/W2035879113
- https://openalex.org/W2102598718
- https://openalex.org/W2177374022
- https://openalex.org/W2179814559
- https://openalex.org/W2314223052
- https://openalex.org/W2335077942
- https://openalex.org/W2533022937
- https://openalex.org/W2773163002
- https://openalex.org/W2981643442
- https://openalex.org/W4238125598