Ứng dụng phần mềm fluent để nâng cao khả năng tính toán thiết kế bánh công tác tua bin tâm trục

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Ứng dụng phần mềm Fluent để nâng cao khả tính tốn thiết kế bánh cơng tác tua bin tâm trục NGUYỄN QUỐC TUẤN Ngành: Máy tự động thuỷ khí Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Thế Mịch Viện: Cơ khí HÀ NỘI, 2007 PHẦN MỞ ĐẦU Nước ta có tiềm thuỷ điện dồi dào, khảo sát thống kê đầy đủ Tiềm kinh tế, kỹ thuật thuỷ điện nước vào khoảng 80 tỷ kwh/năm Trong đó, thuỷ điện vừa nhỏ chiếm khoảng 20 tỷ kwh/năm Cho tới nay, tiềm thuỷ điện vừa nhỏ khai thác khoảng 10% trữ kinh tế - kỹ thuật Qua khảo sát thực tế cho thấy loại tuabin nước sử dụng cho trạm thuỷ điện tuabin Francis sử dụng rộng rãi Hiện nước có số đơn vị nghiên cứu, tính tốn thiết kế, chế tạo loại tua bin song việc tính tốn tuý lý thuyết, chưa có việc chạy thử tua bin mơ hình mơ làm việc tua bin thật phần mềm tính tốn thuỷ lực nhằm kiểm nghiệm đánh giá công suất thuỷ lực, hiệu suất, khả xâm thực tua bin thật so với lý thuyết tính tốn Do việc nghiên cứu thiết kế tua bin francis đòi hỏi phải có quy trình bản, tua bin thiết kế phải đảm bảo hiệu suất làm việc cho phù hợp với tính tốn lý thuyết Để xác định thơng số chế độ làm việc khác tuabin để đánh giá khả phát công suất tuabin ta phải dựa vào đường đặc tính tổng hợp vận hành Như việc xây dựng đường đặc tính tổng hợp vận hành có vai trị quan trọng, nhiên việc xây dựng đường đặc tính tổng hợp vận hành xây dựng theo lý thuyết mà chưa có sở để đánh giá tua bin thực có làm việc phù hợp với đường đặc tính tổng hợp vận hành xây dựng theo lý thuyết hay không Hiện giới sử dụng nhiều phần mềm mơ tính tốn dịng chảy thực thương mại hoá Việc sử dụng phần mềm thương mại hố để giải tốn dịng chảy tua bin ứng với chế độ làm việc khác cho kết phù hợp với thực nghiệm Một phần mềm thương mại hoá sử dụng phổ biến phần mềm Fluent Các kết tính tốn bầng phần mềm Fluent tương đối tin cậy Việc thiết kế xây dựng, mô tính tốn tua bin phần mềm Fluent khối lượng tương đối lớn nhiều tác giả nghiên cứu thực Bản luận văn tác giả sâu nghiên cứu ảnh hưởng bánh công tác tới hiệu suất làm việc tua bin ảnh hưởng tới đường đặc tính tổng hợp vận hành tua bin Do nội dung luận văn bao gồm nội dung sau: - Nghiên cứu tổng quan tua bin francis - Thiết kế cánh bánh công tác tuabin francis (đã chế tạo Trung Tâm Thuỷ Điện) - Xây dựng đường đặc tính tổng hợp vận hành tua bin (theo lý thuyết tính tốn) - Giới thiệu phần mềm Fluent - Xây dựng mô hình tính tốn, chia lưới đặt điều kiện biên phần mềm Fluent - Xây dựng đường đặc tính tổng hợp vận hành từ kết tính tốn phần mềm Fluent - Nhận xét, đánh giá so sánh đặc tính vận hành tính tốn theo lý thuyết đặc tính vận hành tính tốn phần mềm Fluent Từ nhận xét ảnh hưởng bánh công tác tới hiệu suất làm việc tuabin - Nghiên cứu ảnh hưởng thay đổi số cánh bánh công tác đến hiệu suất làm việc tuabin Hiện nay, Việt Nam chưa có giàn thử nghiệm tua bin mơ hình để đánh giá, kiểm nghiệm lại tính tốn lý thuyết Việc sử dụng phần mềm nhằm mô phỏng, hiển thị đưa thông số vận hành giúp cho người thiết kế có sở để tối ưu phương án thiết kế, khẳng định tính tốn xác hiệu suất tua bin, giữ uy tín nâng cao lực thiết kế việc làm cần thiết phục vụ cho việc nội địa hoá thiết bị thủy điện theo chủ trương phủ Em xin bày tỏ lòng biết ơn giúp đỡ tận tình thầy giáo khoa bạn đồng nghiệp, đặc biệt bảo thầy hướng dẫn trực tiếp PGS TS Nguyễn Thế Mịch thầy TS Nguyễn Phú Hùng trình thực luận văn Em xin trân trọng cảm ơn! CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TUABIN TÂM TRỤC 1.1 Lịch sử phát triển tuabin tâm trục Tuabin nước loại máy thuỷ lực loài người dùng để sử dụng nguồn lượng thiên nhiên phục vụ đời sống sản xuất, trước tiên việc lấy nước chế biến lương thực Tuabin nước bánh xe nước đơn giản sử dụng động dòng chảy Cho tới lịch sử chưa xác định đâu người phát minh bánh xe nước Người ta biết hàng nghìn năm trước cơng ngun Ai Cập, ấn Độ Trung Quốc sử dụng bánh xe nước dạng thiết bị biến đổi lượng Đến nước ta bánh xe nước sử dụng suối vùng núi trung du Tại Pháp từ kỷ IV có máy xay xát chạy lượng nước Tuy nhiên tới kỷ XVI với phát triển chủ nghĩa tư việc sử dụng lượng nước tương đối rộng rãi bánh xe nước có cải tiến lớn Nhưng từ bánh xe nước đến tuabin nước lồi người phải trải qua tìm kiếm nghiên cứu dài Năm 1834 kỹ sư Pháp Fuaray chế tạo thành công tuabin nước Sau năm, vào khoảng năm 1837 người thợ mộc Nga tên Xaphon chế tạo loại tuabin nước kiểu ly tâm Năm 1838 Hopd (Mỹ) cải tạo tuabin li tâm thành tuabin hướng tâm Năm 1848 James B Francis – kỹ sư người Mỹ cải tiến tuabin Hopd thành tuabin tâm trục có hiệu suất cao Các phương pháp tính tốn thiết kế ơng hiệu suất làm việc tuabin cao so với tuabin tồn trước Ngày người ta thường gọi tuabin tâm trục tuabin Francis Hình 1.1 Tuabin tâm trục James B.Francis năm 1868 Hình 1.2 Tuabin tâm trục J.MV.Voith năm 1886 Hình 1.3 Tuabin tâm trục J.M.Voith năm 1952 1.2 Nguyên lý hoạt động tuabin tâm trục Tuabin tâm trục loại tuabin phản lực, tức loại tuabin làm việc nhờ hai phần động dòng chảy, mà chủ yếu dòng chảy Trong tuabin phản lực áp suất cửa vào ln lớn áp suất cửa Dòng chảy qua tuabin dịng liên tục điền đầy tồn máng dẫn cánh Trong vùng bánh cơng tác tuabin, dịng chảy biến đổi động Trong vận tốc dòng chảy qua tuabin tăng dần, áp suất giảm dần Máng dẫn cánh hình nên gây độ chênh áp mặt cánh, từ tạo mơmen quay Trong tuabin tâm trục, hướng dòng chảy vùng bánh công tác ban đầu theo phương hướng tâm, sau chuyển sang theo phương song song với trục Dòng chảy từ lối vào buồng xoắn, qua cột trụ tới cánh hướng dòng Sau khỏi cánh hướng, dịng chảy có phương tiếp tuyến với mép cánh hướng tới bánh công tác Tại vùng bánh công tác, tác động chuyển động quay dịng chảy lên cánh làm cho bánh cơng tác chuyển động quay Hình 1.4 Tuabin tâm trục 1.3 Các phận tuabin tâm trục Trong tua bin tâm trục, phận ảnh hưởng lớn đến hiệu suất phần dẫn dịng Phần dẫn dịng gồm phận chính: - Buồng dẫn tua bin - Bánh công tác - Buồng hút tua bin 1.3.1 Buồng dẫn tua bin Làm nhiệm vụ dẫn nước từ ống nước qua kênh dẫn đến bánh công tác với tổn thất nhỏ phân bố vận tốc vào bánh công tác phải (đối xứng qua trục) Buồng dẫn tua bin cỡ trung bình lớn gồm có: Buồng xoắn, cột trụ cánh hướng nước Buồng xoắn tua bin có tiết diện ngang (tiết diện cắt chứa trục tua bin) giảm dần từ tiết diện vào đến tiết diện cuối Nhờ thay đổi tiết diện mà kích thước buồng xoắn nhỏ so với loại buồng có tiết diện ngang khơng đổi, đảm bảo dịng chất lỏng vào bành cơng tác (đối xứng qua trục tua bin), tạo điều kiện dịng ổn định qua bánh cơng tác tua bin cột nước cao buồng xoắn thường làm kim loại Tiết diện kinh tuyến buồng xoắn kim loại thường hình trịn hay elip Cột trụ, cịn gọi stato tua bin có nhiệm vụ truyền tải trọng phía tua bin xuống móng nhà máy Stato phải đủ bền không làm ảnh hưởng tới đến dịng chảy Cánh stato có tiết diện khí động Cánh hướng nước hay gọi phận hướng dịng nằm sau stato gồm nhiều cánh có tiết diện khí động nằm cách Cánh hướng nước làm nhiệm vụ hướng dịng chảy vào bánh cơng tác góc thích hợp phân bố vận tốc dịng chảy vào bánh cơng tác Ngồi cánh hướng làm nhiệm vụ thay đổi lưu lượng vào bánh công tác cho phù hợp với phụ tải máy phát điện Cánh hướng nước làm nhiệm vụ dừng mở tua bin Để điều chỉnh lưu lượng, cánh hướng quay xung quanh trục cố định nhờ thiết bị điều khiển (bộ điều tốc) Khi cánh hướng quay khoảng cách chúng (gọi độ mở cánh hướng a0) thay đổi Lưu lượng qua cánh hướng vào bánh công tác thay đổi thay đổi hướng dịng chảy vào bánh cơng tác Để điều chỉnh độ mở a0 người ta dùng cấu điều chỉnh cánh hướng Cơ cấu gồm vành điều chỉnh qua hệ thống truyền Vành điều chỉnh dẫn động xy lanh thuỷ lực Khi có tín hiệu điều chỉnh, xy lanh thuỷ lực chuyển động tịnh tiến, kéo vành điều chỉnh quay góc Qua hệ thống truyền dẫn tới quay tất cánh hướng với góc nhau, nghĩa làm thay đổi độ mở cánh hướng a0 Hình 1.5 Cánh hướng có độ mở nhỏ e-e 201.3 22.3 9.03 8.22 25.6 210 -1.3 -0.15 -0.6 5.245 f -f 195.7 26.4 7.41 7.52 30.3 228 16 2.14 7.065 4.431 g-g 195.9 25.7 7.62 4.551 Bảng  Fi  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm 5.5  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s 0.29 2.208 8.9 246 4.1 0.24 1.658 8.321 16.8 237 -4.6 -0.32 -1.93 7.208 11.6 20.4 236 -6 -0.52 -2.53 6.02 10.4 9.6 24.6 236 -5.7 -0.6 -2.43 5.017 23.7 8.81 8.88 28 249 6.8 0.76 2.715 4.318 23.3 8.96 n  Fi= mm 13.1  n.(r/  S)tb mm 247 16.8 14.6 15.5 14.1 17 12.7 212.1 20.4 f -f 208.7 g-g 208.7 r/  S (r/  S)tb Đường R S dòng mm mm a-a 225.3 11.5 19.6 18.9 b-b 223.6 12.3 18.2 c-c 220.4 14.2 d-d 216.5 e-e  Ftb= n mm 242 4.393 Bảng r/  S (r/  S)tb  (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm 8.4  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s 0.41 2.96 8.147 285 8.7 0.46 3.038 7.931 273 -2.9 -0.18 -1.05 7.001  Fi= mm 13.8  n.(r/  S)tb mm 285 19 15 16.1 17 R S dòng mm mm a-a 230.8 11 21 20.6 b-b 229.2 11.3 20.3 c-c 226.7 12.8 17.7  Fi  ( Fi)  n Đường  Ftb= mm n d-d 224.1 15.5 14.5 13.2 20.2 266 e-e 221.2 18.6 11.9 11.1 24 f -f 219.2 21.1 10.4 10.4 27 g-g 219.2 21 10.4 276 -10 -0.77 -3.82 5.782 267 -8.9 -0.8 -3.34 4.818 281 4.9 0.47 1.729 4.247 4.267 Bảng  Fi  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm -0.2  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s -0.01 -0.05 7.381 300 -5.4 -0.27 -1.79 7.314 16.8 292 -13 -0.74 -4.38 6.547 14.9 20 297 -7.9 -0.53 -2.67 5.599 13.7 13.1 23.5 308 2.9 0.22 0.943 4.833 18.4 12.5 12.5 26.3 328 23 1.87 7.106 4.412 18.4 12.5 n  Fi= mm 14.3  n.(r/  S)tb mm 305 20 15 18.8 17.4 14.5 16 230.5 16.8 f -f 229.7 g-g 229.7 r/  S (r/  S)tb Đường R S dòng mm mm a-a 236.3 11 21.5 21.3 b-b 234.8 11.1 21.2 c-c 233.1 12.4 d-d 231.8 e-e  Ftb= n Mm 305 4.412 Bảng 10 r/  S (r/  S)tb Đường R S dòng mm mm a-a 193.7 9.1 21.3 19.1 b-b 186.4 11 16.9 15.2 n  Fi= mm 8.5  n.(r/  S)tb mm 162 11.8 180  Ftb=  Fi Mm n  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm -28  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s -1.46 -17.2 14.29 -10 -0.68 -5.79 11.83 c-c 176.2 13 13.6 12.1 15.7 190 0.1 0.01 0.062 10.01 d-d 162.8 15.2 10.7 9.38 21.4 201 10 1.1 5.143 8.558 e-e 144.8 18 8.04 6.41 31.4 201 11 1.69 5.368 7.226 f -f 119.2 25 4.77 3.48 59.6 207 17 4.9 8.222 5.203 g-g 83.3 38 2.19 190 3.423 Bảng 11  Fi  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm -23  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s -1.2 -13.8 14.47 179 -7 -0.47 -3.91 12.1 15.8 185 -0.9 -0.08 -0.48 10.09 8.89 21.4 190 4.2 0.47 2.214 8.644 7.45 6.07 31.6 192 5.9 0.97 3.06 7.081 24 4.69 3.25 63.5 206 20 6.27 9.867 5.547 38 1.81 n  Fi= mm 8.7  n.(r/  S)tb mm 163 14.9 12 13.1 11.7 15.4 10.3 140.1 18.8 f -f 112.6 g-g 68.7 r/  S (r/  S)tb Đường R S dòng mm mm a-a 191.8 9.2 20.8 18.8 b-b 184 11 16.7 c-c 173 13.2 d-d 159 e-e  Ftb= n Mm 186 3.503 Bảng 12 Đường R S dòng mm mm a-a 190.8 9.3 r/  S 20.5 (r/  S)tb 18.5 n  Fi= mm  n.(r/  S)tb mm 170 9.2  Ftb=  Fi Mm n  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm -19  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s -1.02 -11.1 14.12 b-b 182 11.1 16.4 14.7 12.4 182 -6.3 -0.43 -3.46 11.83 c-c 170.4 13.1 13 11.7 16.1 188 -0.4 -0.03 -0.21 10.02 d-d 155.6 15 10.4 8.96 21.4 192 3.2 0.36 1.685 8.752 e-e 136 18 7.56 6.11 32 196 6.9 1.13 3.542 7.294 f -f 107.3 23 4.67 3.07 66.5 204 15 7.521 5.708 g-g 55.8 38 1.47 189 3.455 Bảng 13  Fi  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm -4.8  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s -0.26 -2.59 13.85 187 -3.5 -0.24 -1.86 11.84 16.5 183 -6.9 -0.62 -3.79 9.505 8.72 21.5 188 -2.6 -0.3 -1.4 8.456 7.53 6.1 32.2 196 6.2 1.02 3.165 7.399 22 4.67 2.92 69 202 12 3.98 5.761 5.919 37.7 1.18 n  Fi= mm 10.1  n.(r/  S)tb mm 185 14.4 13 12.3 11.1 15.4 9.92 132.5 17.6 f -f 102.7 g-g 44.5 r/  S (r/  S)tb Đường R S dòng mm mm a-a 190.6 9.4 20.3 18.4 b-b 180.7 11 16.4 c-c 168.4 13.7 d-d 152.7 e-e  Ftb= n Mm 190 3.454 Bảng 14 Đường R S dòng mm mm r/  S (r/  S)tb n  Fi= mm  n.(r/  S)tb mm  Ftb=  Fi Mm n  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s a-a 191.2 9.5 20.1 18.2 11.4 208 8.6 0.47 4.128 13.08 b-b 179.8 11 16.3 14.7 13.3 196 -3.3 -0.22 -1.67 11.29 c-c 166.8 12.7 13.1 11.6 16.8 195 -4.6 -0.4 -2.39 9.782 d-d 150.6 15 10 8.89 21.5 191 -8.2 -0.92 -4.29 8.282 e-e 130 16.8 7.74 6.26 32.6 204 4.8 0.76 2.342 7.395 f -f 99 20.7 4.78 2.86 70.6 202 2.7 0.96 1.36 6.002 g-g 35.3 37.5 0.94 199 3.313 Bảng 15  Fi  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm 6.8  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s 0.5 4.026 11.9 157 -4.4 -0.38 -2.78 10.66 17.2 158 -2.9 -0.31 -1.83 9.533 7.16 21.8 156 -5.2 -0.72 -3.32 8.387 6.19 5.04 33 166 0.99 3.004 7.45 24.7 3.89 2.26 71.7 162 0.7 0.3 0.424 6.214 44.4 0.63 n  Fi= mm 12.3  n.(r/  S)tb mm 168 11.4 13.8 10.3 9.21 18.3 8.13 127.6 20.6 f -f 96 g-g 28.1 r/  S (r/  S)tb Đường R S dòng mm mm a-a 191.9 12.9 14.9 13.7 b-b 179.4 14.4 12.5 c-c 165.7 16.1 d-d 148.8 e-e  Ftb= n Mm 161 3.457 Bảng 16 Đường R S dòng mm mm r/  S (r/  S)tb n  Fi= mm  n.(r/  S)tb  Ftb=  Fi Mm  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s n mm mm a-a 193 16.5 11.7 10.8 13.6 147 10 0.92 6.796 10.93 b-b 179.4 18 9.97 9.18 14.7 135 -2.3 -0.25 -1.69 10.02 c-c 164.7 19.6 8.4 7.57 18 136 -1 -0.13 -0.72 9.201 d-d 147 21.8 6.74 5.96 22.1 132 -5.6 -0.94 -4.27 8.273 e-e 125.2 24.2 5.17 4.22 33.2 140 2.9 0.7 2.096 7.452 f -f 93 28.4 3.27 1.85 72.1 133 -4.1 -2.2 -3.05 6.35 g-g 21.7 51.5 0.42 137 3.502 Bảng 17  Fi  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm 12  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s 1.08 7.531 10.32 150 -0.1 -0.01 -0.05 9.542 18.4 147 -2.6 -0.33 -1.78 8.875 6.38 22.6 144 -5.9 -0.93 -4.11 8.132 5.56 4.55 33.4 152 0.45 1.334 7.436 25.5 3.55 2.03 71.1 144 -5.6 -2.77 -3.9 6.473 37.4 0.52 n  Fi= mm 14.4  n.(r/  S)tb mm 162 9.61 15.6 8.83 8.01 20.3 7.19 123.4 22.2 f -f 90.4 g-g 19.3 r/  S (r/  S)tb Đường R S dòng mm mm a-a 194.2 16 12.1 11.3 b-b 179.8 17.3 10.4 c-c 164.2 18.6 d-d 146 e-e  Ftb= n Mm 150 4.414 Bảng 18 Đường R S r/  S (r/  S)tb n  Fi=  Ftb=  Fi n  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm dòng mm mm a-a 195.3 16.4 11.9 11.3 14.8  n.(r/  S)tb mm 168 b-b 180.5 16.8 10.7 10 16.3 c-c 164.2 17.6 9.33 8.53 d-d 145.2 18.8 7.72 e-e 122.3 20.3 f -f 89 g-g 19.3 Fi  Ftb mm 3.4  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s 0.3 2.022 9.193 164 -0.6 -0.06 -0.39 8.974 19 162 -2.2 -0.26 -1.38 8.566 6.87 23 158 -6.1 -0.89 -3.88 8.019 6.02 4.99 33.4 167 2.4 0.49 1.458 7.427 22.5 3.96 2.39 70 167 3.2 1.34 1.909 6.701 23.3 0.83 mm Mm 164 6.47 Bảng 19  Fi  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm 1.4  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s 0.13 0.863 8.751 165 1.2 0.13 0.755 8.651 19.4 161 -2.3 -0.28 -1.42 8.319 6.77 23.4 159 -5 -0.74 -3.18 7.927 5.96 4.96 33.4 166 2.2 0.44 1.321 7.422 22.2 3.97 2.41 68.8 166 2.5 1.03 1.491 6.82 22.5 0.86 n  Fi= mm 15.2  n.(r/  S)tb mm 165 9.69 17 9.03 8.31 19.1 7.59 121.5 20.4 f -f 88.1 g-g 19.3 r/  S (r/  S)tb Đường R S dòng mm mm a-a 196.4 17.3 11.4 10.9 b-b 181.2 17.5 10.4 c-c 164.4 18.2 d-d 145 e-e  Ftb= Mm 164 n 6.729 Bảng 20  Fi  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm -1.2  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s -0.11 -0.73 8.296 164 -0.3 -0.03 -0.17 8.296 20 163 -1.2 -0.15 -0.73 8.074 6.72 23.8 160 -4.1 -0.61 -2.54 7.783 5.97 4.99 33.6 168 3.7 0.73 2.179 7.438 21.8 4.01 2.45 68.2 167 3.1 1.25 1.831 6.926 21.8 0.89 n  Fi= mm 15.6  n.(r/  S)tb mm 163 9.41 17.4 8.81 8.14 19.4 7.47 121.1 20.3 f -f 87.5 g-g 19.3 r/  S (r/  S)tb Đường R S dòng mm mm a-a 197.7 18.2 10.9 10.4 b-b 182.2 18.2 10 c-c 164.7 18.7 d-d 145 e-e  Ftb= n Mm 164 6.926 Bảng 21  Fi  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm -0.3  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s -0.03 -0.16 8.109 169 0.4 0.04 0.211 8.064 20.3 168 -1 -0.12 -0.57 7.934 6.82 24.2 165 -3.8 -0.55 -2.28 7.684 6.04 5.08 33.7 171 2.5 0.5 1.487 7.339 21.1 4.12 2.52 67.8 171 2.1 0.83 1.219 6.956 21.1 0.91 n  Fi= mm 16  n.(r/  S)tb mm 168 9.5 17.8 8.94 8.26 19.1 7.59 120.8 20 f -f 87 g-g 19.3 r/  S (r/  S)tb Đường R S dòng mm mm a-a 199 18.1 11 10.5 b-b 183.1 18.2 10.1 c-c 165.3 18.5 d-d 145 e-e  Ftb= Mm 169 n 6.956 Bảng 22  Fi  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm -7.2  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s -0.7 -4.31 7.372 175 1.5 0.15 0.844 7.902 20.6 172 -0.7 -0.08 -0.38 7.773 6.98 24.5 171 -2.2 -0.32 -1.31 7.607 6.22 5.25 34 178 5.3 1.01 2.983 7.372 20.3 4.28 2.61 67.5 176 3.3 1.25 1.85 7.045 20.3 0.95 n  Fi= mm 16.2  n.(r/  S)tb mm 166 9.59 18.2 9.02 8.37 18.8 7.73 120.7 19.4 f -f 86.8 g-g 19.3 r/  S (r/  S)tb Đường R S dòng mm mm a-a 200.2 19.4 10.3 10.2 b-b 184.1 18.1 10.2 c-c 165.9 18.4 d-d 145.3 e-e  Ftb= n Mm 173 7.045 Bảng 23  Fi  ( Fi)   (n)i   (n)i.n Vm Fi  Ftb mm -1.495  (Fi) /( r / S ) tb 100% m/s -0.141 -0.853 7.702 177.7 1.078 0.112 0.607 7.702 21 176.3 -0.316 -0.038 -0.179 7.618 6.986 24.8 173.2 -3.402 -0.487 -1.964 7.456 6.227 5.27 34.1 179.7 3.062 0.581 1.704 7.225 20.1 4.313 2.637 67.4 177.7 1.073 0.407 0.604 6.974 20.1 0.96 n  Fi= mm 16.5  n.(r/  S)tb mm 175.2 9.607 18.5 9.049 8.397 18.8 7.745 120.8 19.4 f -f 86.7 g-g 19.3 r/  S (r/  S)tb Đường R S dòng mm mm a-a 201.4 18.2 11.07 10.62 b-b 185 18.2 10.16 c-c 166.5 18.4 d-d 145.6 e-e  Ftb= mm 176.6 n 6.974 Bảng 24 Đường R S r/  S (r/  S)t b n  Fi=  n.(r/  S)t dòng mm mm mm b  Ftb=  Fi n  ( Fi)  Fi  Ftb mm mm mm  (n)i   (n)i.n  (Fi) /( r / S ) tb 100% Vm m/s 7.64 a-a 202.7 18.1 11.2 10.68 16.8 179.4 0.506 0.047 0.282 b-b 186 18.3 10.16 9.601 18.7 179.5 0.595 0.062 0.331 c-c 167.2 18.5 9.038 8.405 21.2 178.2 -0.765 -0.091 -0.429 7.48 d-d 146.1 18.8 7.771 7.004 25.1 175.8 -3.136 -0.448 -1.784 7.36 e-e 121 19.4 6.237 5.294 34.3 181.6 2.627 0.496 1.447 f -f 87 20 4.35 2.658 67.4 179.1 0.174 0.065 0.097 g-g 19.3 20 0.965 178.9 Bảng tính tốn góc vào góc profil tiết diện tương ứng với đường dòng 7.56 7.13 6.91 6.91 Tiết R1 R2 Vm1 Vm2 U1 U2 Diện (m) (m) (m/s) (m/s) (m/s) (m/s) Vu1 R1  g.tl H  Vu1 (m/s) 1 2 Tg 1  Vm1 U1  Vu1 Tg   Vm U2  10  20 (m2/s) TD1 0.19 TD2 0.2 12.9 11.6 20.25 21.32 1.899 9.99 0.76 0.9 1.336 0.44 53.2 24 0.184 0.185 10.6 11 19.6 19.7 1.899 10.32 0.74 0.89 1.35 0.48 53.5 25.8 TD3 0.174 0.166 8.62 9.51 18.55 17.7 1.899 10.9 0.73 0.87 1.37 0.54 53.9 28.5 TD4 0.165 0.145 6.85 8.7 17.6 15.5 1.899 11.51 0.71 0.86 1.49 0.6 56.2 30.5 TD5 0.157 0.121 5.43 6.66 16.7 12.9 1.899 12.1 0.7 0.82 1.6 0.64 57.8 32.5 TD6 0.148 0.091 4.44 4.32 15.8 9.7 1.899 12.8 0.72 0.73 1.89 0.7 62.1 35 TD7 0.138 0.052 4.24 3.14 14.71 5.54 1.899 13.8 0.75 0.62 5.24 0.81 79.2 39.1 Bảng đắp độ dày Profil Tiết diện 1(a-a) x/l 8.36 16.7 33.4 46 50.1 58 66.8 75.2 83.6 91.9 100 108.6 117 125.3 133.7 142 150.4 158.7 167.1 d 5.6 7.0 7.88 7.96 7.8 7.56 7.28 6.96 6.52 6.04 5.48 4.92 4.2 3.56 2.68 2.04 1.24 0.4 Tiết diện 2(b-b) x/l 8.33 16.7 33.3 45.8 50 58 66.6 75 83.3 91.6 99.9 108.2 116.6 124.9 133.2 141.5 149.9 158.2 166.5  5.6 7.88 7.96 7.8 7.56 7.3 6.96 6.52 6.04 5.48 4.92 4.2 3.56 2.68 2.04 1.24 0.4 Tiết diện 3(c-c) x/l 8.42 16.8 33.7 46.3 50.5 59 67.4 76 84.2 92.6 101 109.5 117.9 126.3 134.7 143.1 151.6 160 168.4  5.6 7.88 7.96 7.8 7.56 7.3 6.96 6.52 6.04 5.48 4.92 4.2 3.56 2.68 2.04 1.24 0.4 Tiết diện 4(d-d) x/l 8.74 17.5 34.9 48 52.4 61 69.9 79 87.4 96.1 105 113.6 122.3 131 139.8 148.5 157.2 166 174.7  5.6 16.7 17 16.9 17 16.1 15 14.8 13.9 12.8 11.65 10.46 8.93 7.56 5.69 4.34 2.64 0.85 Tiết diện 5(e-e) x/l 9.25 18.5 37 50.9 55.5 65 74 83 92.5 102 111 120.3 129.5 138.8 148 157.3 166.5 175.8 185  11.9 14.9 16.7 17 16.9 17 16.1 15 14.8 13.9 12.8 11.65 10.46 8.93 7.56 5.69 4.34 2.64 0.85 Tiết diện 6(f-f) x/l 9.68 19.4 38.7 53.2 58.1 68 77.4 87 96.8 106 116 125.8 135.5 145.1 154.8 164.5 174.2 183.8 193.5  11.9 14.9 16.7 17 16.9 17 16.1 15 14.8 13.9 12.8 11.65 10.46 8.93 7.56 5.69 4.34 2.64 0.85 Tiết diện 7(g-g) x/l 9.86 19.7 39.4 54.2 59.1 69 78.8 89 98.6 108 118 128.1 138 147.8 157.7 167.5 177.4 187.2 197.1  5.6 7.88 7.96 7.8 7.56 7.3 6.96 6.52 6.04 5.48 4.92 4.2 3.56 2.68 2.04 1.24 0.4 4.2.4 ứng dụng Fluent 64 4.2.5 Các bước giải toán Fluent 64 4.2.6 Vai trò tạo lưới CFD 66 4.2.7 Chọn lựa mơ hình lưới 66 4.2.8 Tạo lưới từ Gambit 68 4.3 Thiết lập toán Fluent 68 4.3.1 Tổng quan 69 4.3.2 Phương pháp giải 69 4.3.3.Các mơ hình rối 69 4.3.4 Các điều kiện biên 77 4.3.5 Vật liệu 80 Chương 5: ứng dụng phần mềm Fluent vào tính tốn 80 5.1 xác định thơng số cần tính toán 80 5.2 Xây dựng mơ hình tốn 81 5.3 Chia lưới Gambit 84 5.4 Lựa chọn mơ hình tính tốn số cho tốn dịng chảy qua tuabin tâm trục 86 5.5 Xác định điều kiện biên 87 5.6 Kết bình luận 88 Kết luận ………………………………………………… …………….94 Tài liệu tham khảo…………………………………………………95 phụ lục………………………………………………………………… 96 103 ... CÔNG TÁC TUABIN TÂM TRỤC 2.1 Cơ sở lý thuyết 2.1.1 Các phương pháp thiết kế cánh bánh công tác tua bin tâm trục Việc thiết kế tua bin tâm trục phức tạp, phần dẫn dòng bánh cơng tác tua bin có nhiều... tiến tuabin Hopd thành tuabin tâm trục có hiệu suất cao Các phương pháp tính tốn thiết kế ơng hiệu suất làm việc tuabin cao so với tuabin tồn trước Ngày người ta thường gọi tuabin tâm trục tuabin... bánh công tác Tại vùng bánh công tác, tác động chuyển động quay dòng chảy lên cánh làm cho bánh cơng tác chuyển động quay Hình 1.4 Tuabin tâm trục 1.3 Các phận tuabin tâm trục Trong tua bin tâm