Bài Thực Hành Hệ Thống Năng Lượng.pdf

Sinh viên th c hi n: Đồồngự ệ Văn Tùng... Nguỹêẫn Đình Lãm... Nh nậ biêất chỉ sồấ đúng .... Đồồng hồồ đo áp suẫất d ng ạ ồấng Bourdon5... Đẫồu vào nước7... Sau đó th nó ra và nó seẫ hi

Sinh viên th c hi n: Đồồngự ệ Văn Tùng

HÀ NỘI – 2022

L I Ờ C M Ả N Ơ

L i đẫồu tiên cho em g i l i c m n chẫn thành nhẫất đêấn v i gi ng viên bờ ủ ờ ả ơ ớ ả ộ mồn

“H thồấng năng lệ ượng” là thẫồỹ Ts Nguỹêẫn Đình Lãm Trong quá trình h c t p vàọ ậ th cự

hành, chúng em đã nh n đậ ượ ự ước s h ng dẫẫn c a Thẫồỹ cùng v i nh ng kiêấn th c m iủ ớ ữ ứ ớ

mà thẫồỹ cũng nh b ư ộ mồn mang l i Nh ng điêồu đó giúp chúng em hoàn thành bàiạ ữ

báo cáo th c hành nàỹ.ự

Bài báo cáo là kêất qu th cả ự hành c a ủ em, là nh ng ữ gì mà em và các b nạ

trong nhóm em đã nghiên c u và th c hành đứ ự ược Thiêấu sót và sai lẫồm là điêồu khó có

th tránhể nên em mong thẫồỹ có th b qua đồồng th iể ỏ ờ góp ý để bài làm c a ủ em đ cượ

L I Ờ CAM ĐOAN

Em xin cam đoan bài báo cáo nàỹ là do em nghiên c u ứ d a ự vào sự tìm hi u ể c aủ

b n thẫn cùng v i kêất qu th c hành cùng các b n trong nhóm cũng nh bài bào cáoả ớ ả ự ạ ư

chung c a nhóm chúng em Đồồng th i bài báo cáo cũng đủ ờ ược th c hi n dự ệ ướ ựi s

h ướ dẫẫn t n tình c a thẫồỹ Nguỹêẫn Đình Lãm Các thồng tin, tài li u tham kh o mà ng ậ ủ ệ ả

em s d ng ử ụ đêồu đ c li t kê m c tài li u tham kh o Các sồấ li u th c hành đêồu do ượ ệ ở ụ ệ ả ệ ự

nhóm em th c ự hành ghi l i sồấ li u mà có Em xin cam đoan ch u hoàn toàn trách ạ ệ ị

nhi m nêấu nh ng l iệ ữ ờ trên đẫỹ là khồng đúng s th t.ự ậ

M C Ụ L C Ụ

L I Ờ C M Ả N Ơ 2

L I Ờ CAM ĐOAN 3

DANH M C Ụ HÌNH NH Ả 6

DANH M C Ụ B NG Ả SỐỐ LI U Ệ 7

DANH M C Ụ ĐỐỒ THỊ 8

CH ƯƠ NG I: T NG Ổ QUAN VỄỒ TH Ỹ Ủ NĂNG 9

1.Đ NH Ị NGHĨA 9

2.S Ự HÌNH THÀNH TH YỦ NĂNG 9

3.L Ị CH S Ử PHÁT TRI NỂ . 10

4.Ư U VÀ NH ƯỢ C ĐI M Ể C A Ủ TH Ỹ Ủ ĐI N Ệ 11

4.1 đi mƯu ể 1

4.2Nhượ đi mc ể 1

CH ƯƠ NG II: T NG Ổ QUAN VỄỒ MÁỸ TH Ỹ Ủ ĐI N Ệ L C Ự 12

1 M Ụ C ĐÍCH 12

2 T HIẾẾT B Ị 13

3 T HÔNG SÔẾ KYỸ THU TẬ [2] 14

CH ƯƠ NG III: TIỄỐN HÀNH THÍ NGHI M Ệ 15

1.P HƯƠNG PHÁP CHUNG 15

1.1 Các bước chính và hướng dẫẫn v n hànhậ 15

1.2 Quỹ trình chung 16

1.3 B oả trì 19

1.3.1 Điêồu ch nhỉ c mả biêấn tồấc độ 19

1.3.2 Nh nậ biêất chỉ sồấ đúng 19

2 T H CỰ HÀNH 20

2.1 Các giai đo nạ đ c tr ngặ ư gi aữ chiêồu cao H và Q 20

2.1.1 Nêồn t ngả lý thuỹêất 20

2.1.2 Phương pháp 21

CH ƯƠ NG III: XỬ LÝ SỐỐ LI U Ệ 22

1.Đ Ọ C VÀ GHI KẾẾT QU Ả 25

2 X Ử LÝ SÔẾ LI U Ệ . 27

3 Đ ÔỒ TH Ị 28

T NG Ổ KỄỐT 31

TÀI LI U Ệ THAM KH O Ả 32

CH ƯƠ I: T NG NG Ổ QUAN VẾỒ TH Y Ủ NĂNG

1 Đ nh ị nghĩa

Th ỹ ủ năng haỹ năng l ng ượ n c ướ là năng l ng ượ nh n ậ đ c ượ từ l c ự ho c ặ năng

l ượ c a ng ủ dòng n c, ướ dùng để sử d ng ụ vào m c ụ đích có l iợ

Tr ướ khi đ c c ượ mở r ng ộ ra th ng ươ m i ạ hóa đi n ệ năng, th ỹ ủ năng đã đ cượ

sử d ng ụ cho m c ụ đích th ỹ ủ l i, ợ và cung cẫấp năng l ng ượ cho nhiêồu máỹ móc khác nhau, nh cồấi xaỹ nư ướ máỹ d t, c, ệ máỹ c a, ư ….

M t ộ ph ng ươ pháp khác sử d ng ụ trong m t ộ trompe để t o ạ ra khồng khí nén

từ dòng n c, ướ khồng khí nén nàỹ sau đó có th ể đ c ượ sử d ng ụ để làm nguồồn năng l ượ để cung cẫấp cho các máỹ móc khác ở kho ng ng ả cách xa nguồồn n cướ

2 Sự hình thành th y ủ năng

Năng l ượ n c ng ướ th c ự chẫất có nguồồn gồấc từ năng l ng ượ m t ặ tr i ờ Năng

l ượ n c ng ướ t o ạ thành m t ộ vòng tuẫồn hoàn khép kín Nêấu lẫấỹ n c ướ từ các đ iạ

d ươ làm đi m ng ể đẫồu, m t ặ tr i ờ cung cẫấp nhi t ệ cho các đ i ạ d ng ươ khiêấn n cướ

nóng lên và baỹ h i ơ vào khồng khí, h i ơ n ướ tiêấp t c c ụ đ c ượ m t ặ tr i ờ cung cẫấp nhi t ệ l ng ượ rồồi tiêấp t c ụ baỹ lên cao t o ạ thành mẫỹ, nh ng ữ đám mẫỹ nàỹ di chuỹ n ể do đi khăấp n i ơ sự chênh l ch ệ áp suẫất gi a ữ các vùng khác nhau do m tặ

tr i ờ gẫỹ ra D i ướ m t ộ điêồu ki n ệ thích h p ợ seẫ “giáng th ỹ” ủ Giáng th ỹ ủ là n cướ

thoát ra kh i ỏ các đám mẫỹ d i ướ các d ng ạ như m a, ư tuỹêất, m a ư đá, mua tuỹêất; c

t o ạ thành các m ch ạ n c ướ ngẫồm , m t ộ phẫồn seẫ ch ỹ ả vào các dòng sồng, nh ngư

do tr ng ọ l cự

m t ộ phẫồn n c ướ seẫ ở các dòng sồng seẫ tiêấp t c ụ th m ẩ thẫấu xuồấng đẫất M t ộ tẫồng

n ướ ngẫồm liên t c c ụ đ c ượ bổ sung n c ướ đêấn khi n c ướ ch ỹ trànả trên m t ặ đẫất, kêất quả là hình thành các con suồấi Các con suồấi có th rẫất nh ,ể ỏ chỉ có n c ướ ch ỹả

khi có m t ộ tr n ậ m a ư đáng k , ể đêấn các dòng suồấi l n ớ ch ỹ v iả ớ hàng trăm tri uệ

gallon n ướ mồẫi ngàỹ N c c ướ ở các dòng suồấi seẫ ch ỹ raả sồng t o ạ thành các dòng

n ướ n c c, ướ ở các dòng sồng khi ch ỹ ả từ trên cao xuồấng hẫồu hêất đêồu có thêấ năng rẫất l n ớ mang năng năng cao.[1]

3 L ch ị sử phát tri n ể

Th ỹ năng lẫồnủ đẫồu tiên đ ượ ử d ng t c s ụ ừ th i ờ nêồn văn minh L ng ưỡ Hà và Hỹ

L p ạ cổ đ i, ạ n i ơ mà các h ng ạ m c th ỹ l i đãụ ủ ợ đ ượ sử d ng c ụ từ thiên niên kỷ thứ VI tr c ướ Cồng nguỹên và đồồng hồồ n c ướ đã đ c ượ sử d ng ụ từ đẫồu thiên niên

kỷ th II tr cứ ướ Cồng nguỹên Nh ng ữ ví d khácụ vêồ s d ngử ụ s c ứ n c gồồmướ

có h thồấng ệ Qanat ở Ba Tư cổ đ i ạ và thồấng hệ dẫẫn nước Turpan ở Trung Quồấc

lo i trongạ m t ộ ph ng ươ pháp đ c ượ g i ọ là hushing Ph ươ pháp nàỹ đ c ng ượ sử d ngụ

đẫồu tiên ở mỏvàng Dolaucothi ởx Wales ứ kể t năm 75 sau Cồng nguỹên, nh ngừ ư

đã đ ượ phát tri n c ể ởTẫỹ Ban Nha ở m ỏLas Medulas Hushing cũng đ ượ sử d ng c ụ

r ng ộ rãi ởAnh vào th i ờ Trung c ổvà th i kì sau đó đ đãi qu ng ờ ể ặ chì và thiêấc Nó còn

đượ ử ục s d ng sau đó trong phương pháp th ỹủ l c ự trong suồất th i kỳờ cu cộ đ xồổ đi tìm vàng Californiaở .

ỞTrung Quồấc và các nước Á Đồng còn l i, s c nạ ứ ước còn giúp làm quaỹ bánh xe dẫẫn nước vào các kênh th ỹ l i Vào th i kỳ đẫồu c a ủ ợ ờ ủ cu c cáchộ m ng Cồng nghi p ạ ệ ở

Anh, n ướ là nguồồn năng l ng chính cho các phát minh nh c ượ ưc cẫấu s cơ ứ

nước c a ủ Richard Arkwright M c dù vi c s d ng h i nặ ệ ử ụ ơ ước trong nhiêồu nhà máỹ và

x ưởng xaỹ xát l n, th ỹ năng vẫẫn đớ ủ ượ ử ục s d ng trong suồất thêấ k 18,19 tiêấp theoỷ

trong nhiêồu nhà máỹ nh h n, ỏ ơ như phẫồn dẫẫn đ ng ộ c a ủ đ ng ườ ồấng cao lò nhỏ (như lò

Dỹfi ) và cồấi xaỹ , được xẫỹ d ng t i ự ạ thác Saint Anthonỹ , l i d ng đ cao 50-foot (15 m)ợ ụ ộ

trên Sồng Mississippi

Vào nh ng năm 1830, th i hoàng kim c a k nguỹên xẫỹ d ng ữ ờ ủ ỷ ự kênh đào , s cứ

n ướ cũng đ c dùng đ v n chuỹ n băồng c ượ ể ậ ể xà lan lên và xuồấng nh ng ng n đồồi dồấcữ ọ

băồng cách s d ng ử ụ đường raỹ dồấc M ng lạ ưới th ỹ năngủ , s d ng các đử ụ ường ồấng mang l u chẫất bư ị nén đ truỹêồn t i năng l ng c h c t nguồồn, nh b m, t i ng iể ả ượ ơ ọ ừ ư ơ ớ ườ

dùng đẫồu cuồấi Đ ượ m r ng trong các thành phồấ th i c ở ộ ờ n hoàng Victoriaữ , Anh M tộ

m ng lạ ưới th ỹ năng cũngủ đượ ử ục s d ng ởGeneva , Th ỹ Sĩụ Jet d'Eau n i tiêấng cóổ

nguồồn gồấc là m t van áp l c dộ ự ư c a ủ h thồấng nàỹ.ệ

4 u Ư và nh ượ đi m c ể c a ủ th y ủ đi n ệ

4.1 u Ư đi m ể

o Cung cẫấp năng l ượ l n ng ớ

o Điêồu tiêất l u ư l ng ượ n cướ

o Khồng cẫồn nhiên li u ệ để ho t ạ đ ngộ

o Khồng phát th i ả khí

4.2Nh ượ đi m c ể

o Ph i ả di d i ờ ng i ườ dẫn

o Phá v h sinh thái cao h nỡ ệ ơ

o Tác đ ng ộ xẫấu đêấn m ch ạ n c ướ ngẫồm

o Đẫồu t tồấn kémư

o Duỹ trì hồồ n ướ là m t c ộ thách th cứ

CH ƯƠ NG II: T NG Ổ QUAN VỄỒ MÁỸ TH Ỹ Ủ ĐI N Ệ L C Ự

Hi u ể đ c ượ cách lăấp đ t ặ cũng như nguỹên lý v n ậ hành c a ủ hệ thồấng.

Gi i ả thích đ c ượ ho t ạ đ ng, ộ cẫấu t o ạ c a ủ các b ph nộ ậ như phanh đi n, ệ đồồng hồồ đo áp, van điêồu ch nh ỉ l u ư l ng, ượ ….

Thồng qua các giá tr đo đ c,ị ạ tính toán đ c ượ hi u ệ suẫất khi thaỹ đ i ổ m c ứ kháng c ự Từ đó l p ậ b ng ả sồấ li u, ệ veẫ đồồ thị và phẫn tích.

Thồng qua bài th c ự hành, biêất v n ậ d ng ụ và liên hệ vào h thồấng trong ệ

th c ự têấ.

4 Đồồng hồồ đo áp suẫất d ng ạ ồấng Bourdon

5 Van điêồu ch nh ỉ l u ư l ng ượ n cướ

6 Đẫồu vào nước

7 Cánh qu t ạ tuabin Pelton

3 Thống sốố kyỹ thu t ậ [2]

Đường kÍnh:

C a ử cả bên ngoài ∅góc ngoài = 32mm

Đẫồu hút vào ∅ góc ngoài =

10mm Đồồng hồồ đo áp suẫất:

Lo i ạ Bourdon v i ớ glỹcerin t 0 đêấn 25 MWC ừ

Đ cặ đi mể c a phanhủ đi n:ệ

Chiêồu sẫu gẫồu: 14mm

Đ ườ kinh tia n c: ng ướ 10mm

CH ƯƠ NG III: TIỄỐN HÀNH THÍ NGHI M Ệ

Hình 2: kêất nồấi các b ph nộ ậ lăấp đ tặ b1

Dùng c 2 taỹ đ ngăất kêất nồấi các ồấng Dùng m tả ể ộ taỹ để đ ỹ ẩ phẫồn nhả

c a ủ lăấp và dùng taỹ kia để kéo các ồấng ra.

Hình 5: chẫn điêồu ch nhỉ

Căấm băng th ỹ ủ l c ự vào ổ căấm và kích ho t ạ cồng tăấc chính

Khi máỹ b m ơ bàn th ỹ ủ l c ự đang ch ỹ, ạ hãỹ m van kim phun tở ừ ừ t và quan sát tuabin băất đẫồu quaỹ.

Hình 6: van điêồu ch nhỉ l uư lượng

Điêồu ch nh ỉ t i ả c a ủ tuabin băồng hãm đi n ệ cho đêấn khi d ng ừ h n ẳ Để th cự

hi n ệ vi c ệ nàỹ, kêất nồấi thiêất b v i ị ớ dòng đi n ệ để nó đi đêấn mồ-đun điêồu khi nể

phanh đi n.ệ

Sau đó, s d ng ử ụ núm xoaỹ chuỹên d ng ụ để điêồu ch nh ỉ l c ự c n ả tác đ ngộ

lên tua bin Vi c ệ điêồu ch nh ỉ l c ự c n ả hãm thaỹ đ i ổ tồấc độ tua bin làm ch m ho cậ ặ

tăng tồấc tua bin theo ỹêu cẫồu.

Hình 7: b ph nộ ẩ điêồu ch nhỉ l cự c nả phanh

Các thồng sồấ kỹẫ thu t ậ sồấ trên mồ-đun điêồu khi n ể hi n ể thị các giá tr vêồ ị

tồấc đ làm vi c,ộ ệ mồ-men xoăấn và cồng suẫất phanh t i ạ m i ọ th i ờ đi m.ể

Hình 8: Modul điêồu khi nể

1.3 B o ả trì

1.3.1 Điếều ch nhỉ c mả biếến tốếc độ

Bẫất c khi nào tuabin đứ ượ chuỹ n c ể đ ng, ộ c m ả biêấn kho ng ả cách có thể

đ ượ n i c ớ l ng ỏ Điêồu nàỹ khiêấn đồồng hồồ đo vòng quaỹ hi n ể thị dữ li u ệ sai Để điêồu ch nh ỉ đ dài:ộ

S d ng ử ụ m t tuaộ vít nh đ ỏ ể v n nó choặ đêấn khi các giá tr hi nị ể thị trên màn hình là bình thường.

Hình 9: điêồu ch nhỉ c mả biêấn tồấc độ

1.3.2 Nh nậ biếết ch sốế đúngỉ

Có th c m ể ả biêấn l c ự ghi các giá trị mồ men xoăấn khác 0 trong màn hình

t ươ ng ng ứ khi d ng ừ tua bin.

Chỉ cẫồn nhẫấn vào nút màu xanh lá cẫỹ góc d iở ướ bên ph i ả c a ủ màn hình trong vài giẫỹ Sau đó th nó ra và nó seẫ hi nả ể thị sồấ 0 trên màn hình.

Hình 10: màn hình hi nể thị momen xoăấn và các nút điêồu ch nhỉ

2 Th c ự hành

2.1 Các giai đo n ạ đ c ặ tr ng ư gi a ữ chiếều cao H và Q

2.1.1 Nếền t ngả lý thuyếết

Th c ự nghi m ệ thu đ c ượ các đi m ể ho t ạ đ ng ộ khác nhau c a ủ tua bin Các

đi m ể nàỹ đ c ượ điêồu ch nh ỉ thành đ ng ườ cong băồng ph ng ươ pháp bình ph ngươ

nh ỏ nhẫất ho c ặ ph ng ươ pháp t ng ươ t ự

Tồấc đ quaỹ (n) Độ ượ đo băồng cách s d ng c ử ụ m t ộ thiêất bị thích h p ợ như máỹ soi cẫồu ho c ặ máỹ đo tồấc đ khồng tiêấp xúc vì khồng có đ ngộ ườ vào

tr c.ụ

Mồ men xoăấn (M) Mồ men xoăấn có đ ược băồng cách nh n l c ậ ự tác d ng c aụ ủ

dẫỹ đai lên l c ự kêấ v i ớ cánh taỹ đòn đi từ tr c ụ tua bin đêấn l c ự kêấ M = F.d Phanh (Pe)

√�

2.1.2 Phươ phápng

Kh i ở đ ng ộ tua bin theo các b ướ đã gi i c ả thích tr c ướ đó.

Thiêất l p ậ m t ộ tồấc độ dòng ch ỹ ả nhẫất đ nh, ị quan sát áp suẫất ở lồấi vào c aủ

tua bin đ ượ hi n c ể thị băồng đ ng ộ hồồ áp suẫất.

Hình 11: đồồng hồồ đo áp suẫất

Khi đã đ t ạ đ c ượ chêấ độ cồấ đ nh, ị hãỹ đo l u ư l ng ượ băồng bình tích năng c a.ủ

Sử d ng ụ phanh đi n, ệ như đã mồ tả ở tr c ướ đẫỹ, đ làm cho tua binể

quaỹ m t ở ộ tồấc đ khác nhau và có đ cộ ượ tồấc độ làm vi c ệ t i ạ mồẫi th i ờ đi mể

đ ượ hi n c ể thị băồng vòng/phút t thiêất b t ngừ ị ươ ng ứ

Đồấi v i ớ mồẫi tồấc đ , ộ lẫấỹ sồấ đ c ọ mồ men xoăấn từ thiêất bị th hai c aứ ủ mồn đun b ng ả điêồu khi n.ể

Cuồấi cùng, thu th p ậ dữ li u ệ vêồ cồng suẫất đi n ệ đ c ượ t o ạ ra từ thiêất bị th baứ

Cồng suẫất W đ ượ thu th p c ậ từ 2 ch sồấ cuồấi cùngữ

Tính các giá tr c a ị ủ mã l c ự phanh và hi u ệ suẫất băồng cách sử d ng ụ các cồng th c ứ đ c ượ cung cẫấp trong phẫồn tr c ướ

Hoàn thành các b ng ả sau v i ớ dữ li u ệ thu đ cượ và tính toán cho các giá trị

khác nhau c a ủ Q và H.

CH ƯƠ NG III: XỬ LÝ SỐỐ LI U Ệ

Tr ướ hêất, ta cẫồn đo đ c đ tính c ạ ể toán l u ư l ng ượ n c ướ khi đ c ượ x vàoả

thiêất b ị Đẫu tiêồn là ph i ả hi u ệ chu n ẩ l i ạ thể tích c a ủ 2 bình tích vì trong quá trình thiêất kêấ thiêất b và làm ồấng đo th tích c aị ể ủ 2 bình thì khồng thể tránh

kh i ỏ nh ng ữ sai sồấ c a ủ s n ả ph m, ẩ vì v ỹ ậ để có kêất quả thêm chính xác ta cẫồn

hi u ệ chu n ẩ l i ạ thể tích bình.

B ngả 1: kêất quả đo hi uệ chu nẩ thể tích bình nhỏ

Thể tích

V (lít)

Thể tích

n ướ theo c ồấng đo

V (lít)

Hăồng sồấ K 1

Hệ sồấ K nh ỏ = 1.039266316 ≈ 1.0393.

Như v ỹ, ậ sau khi đ c ượ hi u ệ chu n:ẩ V = 1.0393 × V

B ngả 2: kêất quả đo hi uệ chu nẩ bình thể tích 2

T h

ể

tí c h

V (lít)

Thể tích

n ướ theo c ồấng đo

V (lít)

Hăồng sồấ K

Như v ỹ, ậ sau khi đ c ượ hi u ệ chu n:ẩ V th c ự = 1.0393 × V hi n ệ trên ồấng đo

L u ư l ng ượ chính là l ng ượ n c ướ ch ỹ quaả trên m t ộ đ n ơ vị th i ờ gian, vì

v ỹ ậ ta ch cẫồn đo th tích n cỉ ể ướ trong ồấng đo theo th i ờ gian rồồi quỹ đ i ổ ra thể tích th c ự têấ Sau đó chia cho th i ờ gian là seẫ tính đ c ượ l u ư l ng.[3]ượ