- 87 - 1) Daợy ọỳng phun vaỡ daợy caùnh õọỹng phaớn lổỷc ( hỗnh 4-2a) 2) Daợy caùnh õọỹng vaỡ caùnh hổồùng xung lổỷc ( hỗnh 4-2c) Trong giồùi haỷn mọựi loaỷi ( 1 vaỡ 2 ) coù thóứ chia daợy caùnh ra mọỹt sọỳ nhoùm theo sọỳ max M ồớ õỏửu vaỡo hoỷc õỏửu ra - Nhoùm A - dổồùi ỏm ( M < M * ; M 0,3 + 0,9 ) - Nhoùm - gỏửn ỏm (M * < M < 1,2) - Nhoùm B - vổồỹt ỏm (1,1 < M < 1,3) - Nhoùm P - to dỏửn ọỳng phun Lavan (M > 1,3 ữ1,5) - Nhoùm (lổng gaợy) - phaỷm vi thay õọứi tọỳc õọỹ lồùn Trong kyợ thuỏỷt ngổồỡi ta duỡng kyù hióỷu caùc daỷng caùnh nhổ sau : o y B b x Co ok 1 1k C1 a1 y t1 k r W1 y a 1 a2 am b 2k t2 x W2 2 y c) 1k 1 W1 b) a) B Hỗnh: 4.2 Prọfin caùc daợy caùnh cuớa tỏửng tuọỳc bin a) Daợy caùnh phaớn lổỷc nhoớ dỏửn b) Sồ õọử xaùc õởnh goùc ok ( 1k ) c) Prọfin caùc daợy caùnh xung lổỷc - 88 - Chỉỵ cại dáưu C - äúng phun hay l P - cạnh âäüng ; chỉỵ säú - giạ trë trung bçnh ca gọc vo (α o hay l β 1 ) ; chỉỵ säú tiãúp theo - giạ trë trung bçnh ca gọc ra hỉỵu hiãûu (α 1E hay l β 1E ); chỉỵ cại cúi cng - loải präfin Vê dủ: C - 90 - 12A nghéa l dy äúng phun dng cho täúc âäü dỉåïi ám våïi gọc ra vo α o ≈ 90 o v gọc ra hỉỵu hiãûu α 1E ≈ 12 o . Khi thiãút kãú dy cạnh hay phán têch dng håi trong âọ cáưn sỉí dủng cạc phỉång phạp tênh toạn l thuút cng nhỉ nghiãn cỉïu thỉûc nghiãûm. Ta tháúy ràòng, âàûc tênh cạc dy cạnh khäng chè phủ thüc nhiãưu vo kêch thỉåïc hçnh hc m nọ phủ thüc vo chãú âäü dng chy nỉỵa . Nhọm thäng säú chãú tảo bao gäưm α o , β 1 - gọc vo dy cạnh ca dng, C , W - täúc âäü åí âáưu vo hồûc âáưu ra khi dy äúng phun hay l dy cạnh âäüng âọ gin nåí P 1 /P o ; P 2 /P 1 säú max M a = C/a säú, Reynolds R e = Cb/ γ ; γ âäü nhåït âäüng hc, x a = u /C a ; x 1 = u/C 1 - täúc âäü vng tỉång âäúi ; u - täúc âäü vng ; C a - täúc âäü quy ỉåïc ; tỉång âỉång våïi nhiãût giạng l thuút trong táưng v .v Chụ ràòng, nhỉỵng th thût hiãûn cọ âãø gii bàòng l thuút, cạc bi toạn trãn l ráút âäư säü, täún nhiãưu cäng sỉïc v cng khäng tênh âỉåüc hãút mäüt säú úu täú khạc. Cho nãn thỉåìng ngỉåìi ta trỉûc tiãúp dỉûa vo cạc kãút qu thê nghiãûm, trong âọ cọ tênh âãún nh hỉåíng ca âäü nhåït v âäü chëu nẹn ca cháút lng. Bàòng thê nghiãûm cọ thãø xạc âënh âỉåüc cạc âàûc tênh nàng lỉåüng v khê âäüng lỉûc hc. 4.1.2 Âàûc tênh khê âäüng hc ca dy cạnh Cạc âàûc tênh khê âäüng lỉûc hc ráút cáư n cho viãûc tênh toạn nhiãût cạc táưng túc bin, m ch úu l hãû säú täøn tháút âäüng nàng, hãû säú täúc âäü, hãû säú lỉu lỉåüng v gọc ra khi dy cạnh ca dng. - Hãû säú täøn tháút âäüng nàng trong dy cạnh l t säú cạc täøn tháút nàng lỉåüng trong dng trãn nàng lỉåüng l thuút ca dng trãn dy cạnh : + Âäúi våïi dy äúng phun : 1o C C h h ∆ =ζ (4-2) + Âäúi våïi dy cạnh âäüng 2o 1 L h h ∆ =ζ (4-3) Hãû säú täøn tháút nàng lỉåüng ca dy cạnh phủ thüc vo cạc âàûc tênh hçnh hc v cạc thäng säú chãú âäü dng ( säú M, säú R e , cạc gọc ca dng v .v ) ta s nghiãn cỉïu sau : - Hãû säú täúc âäü âỉåüc xạc âënh theo cạc cäng thỉïc : t1 1 C C =ϕ ; t2 2 W W =ψ Trong âọ : C 1 , W 2 , C 1t , W 2t - täúc âäü sau dy cạnh trong quạ trçnh thỉûc l thuút. - 89 - Nãúu täøn tháút nàng lỉåüng trong dy cạnh l bàòng hiãûu ca cạc âäüng nàng åí âáưu ra khi dy cạnh trong dng chy l thuút v dng thỉûc, cn nàng lỉåüng l thuút l âäüng nàng ca dng åí âáưu ra khi cạnh trong quạ trçnh âàóng enträpi thç : 2 2 t1 2 1 2 t2 c 1 2/C 2 / C2 / C ϕ−= − =ζ (4-2,a) 2 2 t1 2 1 2 t2 L 1 2/W 2 / W 2 / W ψ−= − =ζ (4-2,b) Nhỉ váûy l khi biãút âỉåüc cạc âàûc tênh ca dy cạnh ζ C v ζ L thç cọ thãø tçm âỉåüc cạc âàûc tênh khê âäüng khạc ϕ v ψ mäüt cạch dãù dng. - Hãû säú lỉu lỉåüng ca dy cạnh l t säú ca lỉu lỉåüng thỉûc âi qua dy cạnh trãn lỉu lỉåüng trng khäúi l thuút ca mäi cháút âi qua dy cạnh áúy. µ = G / G t (4-3) Lỉu lỉåüng thỉûc ca mäi cháút khạc våïi lỉu lỉåüng l thuút l do trỉåìng täúc âäü tải tiãút diãûn ra ca dy cạnh khäng âäưng âãưu. Âọ l do cọ låïp biãn åí phêa läưi, phêa lm ca cạnh quảt v trãn bãư màût mụt ca rnh cạnh, cng nhỉ do trỉåìng ạp sút khäng âãưu tải tiãút diãûn ra ca rnh [ ạp sút åí vạch lỉng (läưi) bẹ hån ạp sút åí vạch bủng (lm)]. Khi xạc âënh lỉu lỉåüng l thuút â gi âënh ràòng, ạp sút tải tiãút diãûn ra giỉỵ khäng âäøi v bàòng ạp sút sau dy cạnh. Âäúi våïi håi áøm, lỉu lỉåüng thỉûc khạc våïi lỉu lỉåüng l thuút cng l do nh hỉåíng ca quạ trçnh quạ lảnh, do cọ git nỉåïc trong dng. Khi xạc âënh hãû säú lỉu lỉåüng ca dy cạnh cọ thãø dng l thuút låïp biãn âãø xạc âënh lỉu lỉåüng thỉûc. Nhỉng thỉåìng thç hãû säú lỉu lỉåüng âỉåüc xạc âënh bàòng thỉûc nghiãûm theo lỉu lỉåüng âo âỉåüc. Hãû säú lỉu lỉåüng ca dy äúng phun v cạnh âäüng phủ thüc vo cạc âàûc tênh hçnh hc v thäng säú chãú âäü. - Gọc ra ca dng khi cạnh âäüng ( α 1 , β 2 ) gi l giạ trë trung bçnh ca cạc gọc âënh hỉåïng ca vẹc tå täúc âäü thỉûc sau dy cạnh, Nhåì phỉång trçnh âäüng lỉåüng ta tiãún hnh láúy trung bçnh theo bỉåïc t v theo chiãưu l. Vê dủ: gọc ra khi dy äúng phun tçm âỉåüc theo cäng thỉïc : dtdl v C dtdl v C sin sin t1 2 t1 )t()1( )t( t1 2 t1 1 )1( 1 ∫∫ ∫∫ α =α (4-4) Trong thỉûc tãú gọc ra khi dy cạnh thỉåìng âỉåüc xạc âënh bàòng thỉûc nghiãûm. Nãúu khäng cọ nhỉỵng säú liãûu thê nghiãûm, âäúi våïi dy cạnh ca túc bin hiãûn âải cọ täúc âäü dỉåïi ám, gọc ra thỉûc âỉåüc cháúp nháûn bàòng giạ trë ca gọc ra hỉỵu hiãûu. + Âäúi våïi dy äúng phun : - 90 - 1 1 11 sinsin t a E = (4-5) + ọỳi vồùi daợy caùnh õọỹng : 2 2 22 sinsin t a E = (4-6) Sổỷ chónh lóỷch goùc ra thổỷc khoới goùc hióỷu duỷng thổồỡng khọng lồùn lừm. Trong daợy caùnh coù tọứn thỏỳt nng lổồỹng lồùn thỗ goùc ra thổỷc thổồỡng lồùn hồn goùc ra hổợu hióỷu. - Hóỷ sọỳ aùp suỏỳt doỹc õổồỡng vióửn cuớa bóử mỷt lổng vaỡ buỷng caùnh: Ngoaỡi ra, tờnh chỏỳt phỏn phọỳi aùp suỏỳt trong caùc raợnh caùnh cuợng coù aớnh hổồớng õóỳn quyóỳt õởnh õởnh tồùi caùc tọứn thỏỳt tọứng, tọứn thỏỳt prọfin vaỡ lổỷc voỡng do daợy caùnh sinh ra. Vỗ vỏỷy trong thờ nghióỷm theo quy từc ngổồỡi ta xaùc õởnh hóỷ sọỳ aùp suỏỳt doỹc õổồỡng vióửn cuớa bóử mỷt lổng vaỡ buỷng caùnh : 2/ 2 1 1 C pp p i = (4-7) Trong õoù : p 1 , 1 , C 1 - aùp suỏỳt , mỏỷt õọỹ vaỡ tọỳc õọỹ cuớa doỡng sau daợy caùnh ; p i - aùp suỏỳt cuỷc bọỹ taỷi caùc õióứm õo trón prọfin. óứ phỏn tờch sổỷ chuyóứn õọỹng cuớa doỡng bao quanh daợy caùnh ta xeùt õóỳn sổỷ phỏn phọỳi aùp suỏỳt p tổồng ổùng laỡ tọỳc õọỹ C theo õổồỡng vióửn cuớa bóử mỷt prọfin. Sổỷ phỏn bọỳ õoù seợ chố roợ doỡng naỡo trong daợy caùnh laỡ tng tọỳc hay laỡ giaớm tọỳc (tng aùp) vaỡ cho ta xaùc õởnh tờnh chỏỳt cuớa lồùp bión, tờnh toaùn caùc õỷc tờnh cuớa noù, phaùt hióỷn khaớ nng vaỡ chọự bở õổùt doỡng. Trón hỗnh 4.3 trỗnh baỡy sổỷ thay õọứi aùp suỏỳt xung quanh prọfin cuớa hai daợy caùnh ọỳng phun vaỡ caùnh õọỹng coù raợnh nhoớ dỏửn. Trong daợy caùnh ọỳng phun (hỗnh 4.3a) ồớ meùp vaỡo doỡng tổỷ phỏn nhaùnh. Taỷi õióứm phỏn nhaùnh tọỳc õọỹ bũng 0 vaỡ aùp suỏỳt õaỷt tồùi giaù trở lồùn nhỏỳt. Sau õióứm phỏn nhaùnh khi doỡng chaớy qua meùp vaỡo õaợ õổồỹc laỡm troỡn do õoù doỡng seợ gia tọỳc. Sau õoù sổỷ phỏn bọỳ aùp suỏỳt phuỷ thuọỹc vaỡo hỗnh daỷng cuớa prọfin vaỡ raợnh caùnh. Trón bóử mỷt lổng (lọửi) cuớa prọfin doỡng tióỳp tuỷc õổồỹc gia tọỳc maỷnh cho õióứm 9 ữ11 trong mióửn cừt vaùt cuớa daợy caùnh ồớ õoaỷn lổỷng naỡy aùp suỏỳt p beù hồn aùp suỏỳt sau daợy caùnh p 1 . õoaỷn lổng giổợa caùc õióứm 11 vaỡ 15 aùp suỏỳt tng lón vaỡ taỷi meùp ra seợ õaỷt tồùi giaù trở gỏửn vồùi p 1 . Tờnh chỏỳt phỏn phọỳi aùp suỏỳt trón bóử mỷt loợm coù khaùc. Do doỡng gia tọỳc õọỹt ngọỹt ồớ meùp vaỡo aùp suỏỳt vỏựn giổợa gỏửn nhổ khọng õọứi õóỳn õióứm 27 chố khi õóỳn gỏửn meùp ra (õióứm 27ữ 30) aùp suỏỳt p mồùi giaớm vaỡ doỡng laỷi gia tọỳc. Nhổ vỏỷy laỡ ồớ lổng vaỡ ồớ buỷng seợ taỷo thaỡnh vuỡnng coù gradien aùp suỏỳt ỏm, bũng 0 vaỡ dổồng tổùc laỡ gia tọỳc, coù tọỳc õọỹ khọng õọứi vaỡ coù giaớm. Trong daợy caùnh naỡy vuỡng gradien aùp suỏỳt dổồng (vuỡng tng aùp) nũm ồớ õoaỷn ra cuớa lổng prọfin. - 91 - Theo âàûc âiãøm ca dng bao bãư màût cong cọ thãø nọi ràòng dng chy tàng täúc (våïi gradien ạp sút ám dP < 0) l täút nháút. ÅÍ âáy, bàõt âáưu tỉì âiãøm 2 trãn lỉng präfin v tỉì âiãøm 27 trãn bủng präfin , bãư dy låïp biãn åí theo dng chy tàng lãn khäng âạng kãø, v trong mäüt säú âiãưu kiãûn cn cọ thãø mng âi. Âon dP ≈ 0 (âiãøm 19 - 27) âàûc trỉng cho sỉû tàng lãn ca låïp biãn. Sỉû tàng trỉåíng lục âáưu ca låïp biãn xy ra khi dng bao mẹp vo. åí âáy tải mäüt âoản khäng låïn, ạp sút P tàng lãn. Trãn lỉng präfin, tải miãưn càõt vạt bãư dy ca låïp biãn tàng lãn ráút nhiãưu ; tải âáy trong nhiãưu α o 1 2 4 8 12 16 17 20 26 30 90 o 0,2 0,4 0,6 0,8 23456781516 91011121314 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27282930 Bãư màût bủng (lm)Bãư màût lỉng (läưi) 0,8 0,6 0,4 0,2 1,0 2 1 4 15 13 7 9 11 β 1 16 23 21 19 17 15 14 13 12 11 10 9 16 Bãư màût lỉng (läưi) Bãư màût bủng (lm) 7 43 5 68 21 30 o a) b) 1817 19 20 2524232221 Hçnh 4.3 Sỉû phán bäú ạp sút theo âỉåìng viãưn präfin ca dy cạnh a) âäúi våïi dy äúng phun C-90-12A våïi t 1 =0,75; α o = 90 o ; M 1t =0,5 b) âäúi våïi dy cạnh âäüng P-23-14A våïi t 2 =0,7; β 1 = 30 o ; M 2t =0,7 - 92 - trổồỡng hồỹp lồùp bión coỡn bở chaớy rọỳi, vaỡ ồớ vuỡng tng aùp dP > 0 (õióứm 11-16) coù khaớ nng lồùp bión bở taùch. Sồ õọử taỷo thaỡnh lồùp bión vaỡ sổỷ thay õọứi bóử daỡy cuớa noù khi bao quanh daợy ọỳng phun õổồỹc trỗnh baỡy trón Hỗnh 4.4. Sổỷ phỏn bọỳ aùp suỏỳt theo prọfin cuớa daợy caùnh xung lổỷc, tổùc laỡ õọỹ thừt dỏửn cuớa raợnh beù cuợng õổồỹc trỗnh baỡy trón Hỗnh 4.3,b. õoaỷn vaỡo cuớa lổng prọfin cuợng coù gia tọỳc nhổ ồớ daợy ọỳng phun. Sau õoù laỷi coù gia tọỳc doỡng vaỡ aùp suỏỳt giaớm xuọỳng õóỳn giaù trở beù nhỏỳt ồớ gỏửn meùp ra (õióứm 2,3). Tióỳp theo õoù laỡ õoaỷn tng aùp, trong aùp suỏỳt tng lóỳn õóỳn p 2 (aùp suỏỳt sau daợy caùnh). Trón bóử mỷt loợm aùp suỏỳt cuợng giaớm rỏỳt maỷnh ồớ gỏửn meùp vaỡo, sau õoù tng lón rọửi giaớm tổỡ tổỡ õóỳn 21 - 22. Tióỳp theo (sau õióứm 23) ta thỏỳy aùp suỏỳt giaớm rỏỳt nhanh xuọỳng P 2 . Do õióửu kióỷn ồớ õỏửu vaỡo daợy caùnh ờt thuỏỷn tióỷn hồn, do õoaỷn coù tọỳc õọỹ doỡng khọng õọứi a) b l Lồùp bión b) Hỗnh 4.4 Sồ õọử taỷo thaỡnh lồùp bión trón prọfin daợy caùnh ọỳng phun a) Doỡng bao khọng bở õổùt b) doỡng bao bở õổùt - 93 - khạ låïn., do sỉû bàõt âáưu gin nåí lải ( P > P 2 ) trỉåïc miãưn càõt vạt (âiãøm 7) v do tàng ạp sút qụa nhanh trong vng tàng ạp nãn hãû säú täøn tháút nàng lỉåüng khi dng bao quanh dy cạnh kiãøu xung lỉûc s låïn hån khi bao quanh dy cạnh äúng phun (â âỉåüc thỉûc nghiãûm chỉïng minh). Cọ thãø trçnh by sỉû phán bäú ạp sút quanh präfin cạnh dỉåïi dảng âäư thë vẹc tå, bàòng cạch v cạc giạ trë P theo âỉåìng thàóng gọc våïi âỉåìng viãưn ca präfin (Hçnh 4.5). Theo Hçnh 4.5 tháúy ràòng ạp sút trãn bãư màût bủng (P b ) låïn hån nhiãưu so våïi ạp sút trãn lỉng (P L ). Hiãûu säú ạp sút áúy s tảo nãn lỉûc vng v cọ thãø xạc âënh âỉåüc bàòng cạch láúy têch phán hiãûu säú cạc ạp sút theo chiãưu di S ca vnh tỉìng präfin : dsdlPP W R lb sl u β ρ cos)( 2 , 2 2 −= ∫∫ Trong âọ : S - chiãưu di ca vnh präfin β - Gọc giỉỵa phỉång u v phạp tuún våïi pháưn tỉí bãư màût ca präfin ds. l - Chiãưu cao ca cạnh quảt. Våïi lỉu lỉåüng håi G â cho, våïi cạc thäng säú â biãút trỉåïc dy cạnh, våïi ạp sút sau dy cạnh â biãút, våïi âäü ngồût dng v säú cạnh quảt â cho cháút lỉåüng ca dy cạnh âäüng âỉåüc quút âënh båíi lỉûc R u tạc dủng lãn cạnh quảt. lỉûc vng cng låïn, hiãûu sút dy cạnh cng cao. w1 w2 pb pu pl a) b) pb.cosβ pl.cos β β β H çnh 4.5: Biãøu âäư ạp sút trãn präfin dy cạnh âäüng (a) v hçnh chiãúu ạp sút trãn bãư màût lỉng (P l ) v bủng (P b ) ca präfin (b) theo hỉåïng täúc âäü vng - 94 - 4-2. Täøn tháút nàng lỉåüng khi dng chuøn âäüng bao quanh dy cạnh Qua nhỉỵng kãút qu nghiãn cỉïu bàòng l thuút v thỉûc nghiãûm mäüt cạch cọ hãû thäúng, ngỉåìi ta cọ thãø xạc âënh âỉåüc tênh cháút ca cạc täøn tháút khạc nhau trong cạc dy cạnh, phán biãût cạc täøn tháút ch úu, áún âënh âỉåüc nh hỉåíng ca cạc kêch thỉåïc hçnh hc riãng r v chãú âäü dng chy trong dy cạnh tåïi cạc giạ trë ca nhỉỵng täøn tháút. Cạc täøn tháút ca dng chy bao quanh dy cạnh cọ thãø quy ỉåïc chia ra máúy nhọm sau âáy : 1) Täøn tháút präfin ζ pr âỉåüc xạc âënh khi dng bao quanh dy cạnh ca präfin cọ chiãưu di vä hản I = 1/b → ∞ , tỉïc l khi 1 > b Täøn tháút präfin bao gäưm : Täøn tháút ma sạt trong låïp biãn v täøn tháút xoạy khi dng trãn präfin bë âỉït, ζ ms ; Täøn tháút xoạy sau mẹp ra cn âỉåüc gi l täøn tháút mẹp ra , ζ mr Täøn tháút sọng khi dng chuøn âäüng våïi täúc âäü vỉåüt ám , ζ s ; ζ pr = ζ ms + ζ mr + ζ s (4-8) 2) Täøn tháút åí cạc âáưu cúi cạnh quảt ζ k cọ liãn quan tåïi tênh cháút chuøn âäüng trong khäng gian ca dy cạnh våïi chiãưu cao hỉỵu hản. 3) Täøn tháút do âäü r cạnh quảt ζ θ , âàût trỉng cho dy cạnh cọ âäü r quảt låïn, tỉïc l giạ trë ca θ = d/l bẹ, v do sỉû thay âäøi âiãưu kiãûn dng chy theo chiãưu cao ca dy cạnh gáy nãn. 4) Täøn tháút do sỉû tỉång tạc ca cạc dy cạnh lán cáûn gáy nãn åí trong táưng hồûc trong túc bin nhiãưu táưng , ζ b3 . 5) Täøn tháút do khong chåìm ra ca cạnh quảt ( khong chåìm ra - hiãûu säú chiãưu cao cạnh quảt ca hai dy cạnh lán cáûn) cng nhỉ do r hồûc hụt håi vo cạc khe håí giỉỵa dy äúng phun v cạnh âäüng. 6) Täøn tháút phủ khi dng chy trong dy cạnh åí vng håi áøm, ζ á . Nọi âụng ra thç cạc täøn tháút â liãût cọ liãn quan våïi nhau, nhỉng ta cháúp nháûn ràòng hãû säú täøn tháút nàng lỉåüng trong dy cạnh l mäüt täøng : ζ = ζ pr + ζ k + ζ θ + ζ b3 + ζ á (4-9) Trong trỉåìng håüp chung, âàûc biãût l trong cạc dy cạnh cọ âäü r quảt låïn, cáưn phi tênh âãún sỉû thay âäøi chiãưu cao ca cạc thäng säú hçnh hc cng nhỉ cạc thäng säú chãú âäü, v ta quan niãûm ràòng, hãû säú täøn tháút nàng lỉåüng l mäüt âải lỉåüng têch phán trung bçnh (theo lỉu lỉåüng) : - 95 - ζ = Gdl Gdl)( )l( á3bkpr )l( ∫ ∫ ∆ ∆ζ+ζ+ζ+ζ + ζ θ (4-10) Trong âọ : ∆G - Lỉu lỉåüng håi tải bạn kênh âang xẹt trãn âån vë chiãưu di cạnh quảt Táút nhiãn, trong cäng thỉïc (4-10) chè tênh täøn tháút âáưu cúi ζ k theo chiãưu cao cho cạc âoản chëu nh hỉåíng nhiãưu ca cạc âáưu cúi. Ngy nay cạc täøn tháút präfin v täøn tháút âáưu cúi â âỉåüc nghiãn cỉïu t m trãn dy cạnh phàóng. Cạc thnh pháưn täøn tháút khạc chỉa âỉåüc nghiãn cỉïu âáưy â, nãn chè âụng cho mäüt vi trỉåìng håüp riãng thäi. Dỉåïi âáy ta s nghiãn cỉïu t m hån vãư täøn tháút präfin v täøn tháút åí cạc âáưu cúi dy cạnh . 1- Täøn tháút präfin: ζ pr = ζ ms + ζ mr + ζ s Âải lỉåüng täøn tháút präfin ζ pr nọi lãn mỉïc âäü hon thiãûn ca präfin khi chiãưu cao ca cạnh l vä táûn. Täøn tháút präfin phủ thüc vo cạc âàûc tênh hçnh hc ca dy cạnh ( âäü tàng täúc hay tàng ạp ca rnh, gọc vo hçnh hc α oK , β 1K , gọc ra α 1K , β 1K , bỉåïc, gọc âàût α y , (β y ), bãư dy mẹp vo, mẹp ra, âäü nhạm ca präfin v .v ) v phủ thüc vo chãú âäü dng chy (säú Re, M) gọc vo ca dng α o , β 1 , tênh chy räúi, âäü khäng âãưu ca trỉåìng täúc âäü, v.v Thnh pháưn âáưu tiãn v ch úu ca täøn tháút präfin l täøn tháút ma sạt trong låïp biãn ζ ms cọ thãø xạc âënh bàòng l thuút, nãúu biãút chãú âäü ca låïp biãn v bãư dy quy ỉåïc δ ca nọ åí âáưu ra khi dy cạnh (Hçnh 4.4,a); ζ ms = E bL E bL t ms t H t C h 1 ***** 1 ****** 2 1 sin )( sin 2/ α δδ α δδ + = + ≈ ∆ (4-11) ÅÍ âáy : “l” - K hiãûu bãư màût lỉng “b” - K hiãûu bãư màût bủng H * = δ *** / δ ** - Âàûc tênh låïp biãn , trong âọ, âäúi våïi rnh tàng täúc H * ≈ 1,8 dy C C 1 C v v C oo o o ** ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ −=δ ∫ δ - bãư dy täøn tháút xung lỉåüng âàûc trỉng cho “ xung lỉåüng bë máút “ (lỉåüng chuøn âäüng) C 2 /v ; - 96 - dy C C 1 C v v C 2 o 2 o o o *** ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ −=δ ∫ δ - ( C o , v o thüc dng phêa ngoi) - bãư dy täøn tháút nàng lỉåüng, nghéa l bãư dy ca cháút lng chuøn âäüng ngoi låïp biãn, cọ âäüng nàng â máút âi trong låïp biãn. Âäúi våïi dy cạnh âäüng thç thay α 1E bàòng β 1E vo (4-11). Vç chỉa cọ âáưy â phỉång phạp l thuút täøng håüp âãø xạc âënh bãư dy täøn tháút nàng lỉåüng quy ỉåïc δ ** nãn ngỉåìi ta dng cạc säú liãûu thê nghiãûm. Cng cáưn lỉu ràòng, täøn tháút ma sạt trong dy cạnh pháưn låïn phủ thüc vo cháút lỉåüng (âäü nhạm) ca bãư màût präfin, nháút l trãn lỉng präfin åí miãưn càõt vạt. Cho nãn khi gia cäng äúng phun v cạnh âäüng cáưn chụ nhiãưu tåïi âäü bọng ca cạc bãư màût áúy. Thnh pháưn thỉï hai ca täøn tháút präfin l täøn tháút mẹp ra. Khi råìi khi mẹp ra ca präfin dng bë âỉït. Kãút qu l sau mẹp ra s tảo thnh nhỉỵng cại xoạy v hçnh thnh âoản âáưu ca vãût mẹp ra (Hçnh 4.4). Sỉû tỉång tạc giỉỵa vãût mẹp ra v li d ng s lm âãưu trỉåìng ca dng sau dy cạnh. Ạp sút ténh ca dng s tàng lãn, cn täúc âäü trung bçnh thç gim xúng, gáy nãn täøn tháút âäüng nàng, tỉång tỉû nhỉ täøn tháút khi cọ gin nåí âäüt ngäüt. Theo cạc säú liãûu thê nghiãûm quạ trçnh lm âãưu dng sau dy cạnh diãùn ra ráút nhanh chọng, v ty thüc vo kêch thỉåïc hçnh hc ca dy cạnh v bãư màût ca mẹp ra m nọ s kãút thục åí khong cạch y = (1,3 ÷ 1,9) t, kãø tỉì mẹp ra. ÅÍ khong cạch ngàõn sau mẹp ra trỉåìng täúc âäü, ạp sút v gọc ra khäng âäưng âãưu theo chu k (Hçnh 4.6). Cng cạch xa dy cạnh täúc âäü trong li c a dng s gim v åí vãût mẹp ra s tàng lãn, dng sau dy cạnh s âỉåüc lm âãưu. Hån nỉỵa, vç cọ sỉû pha träün m chiãưu räüng ca vãût mẹp tàng lãn. Hãû säú täøn tháút mẹp ra trỉåïc hãút phủc thüc vo bãư dy tỉång âäúi ca mẹp ra ∆/a, trong âọ a - chiãưu räüng bẹ nháút ca rnh cạnh. Thãú thç, mún gim ζ m cáưn lm mng mẹp ra tåïi giạ trë m âiãưu kiãûn sỉïc bãưn v cäng nghãû gia cäng cho phẹp. Hãû säú täøn tháút mẹp ra cng phủ thüc vo bỉåïc tỉång âäúi t v cọ thãø xạc âënh theo cäng thỉïc thỉûc nghiãûm: ζ mr = ζ mro + 0,088 2 ta ∆ (4-12) ÅÍ âáy, ζ mro ≈ 0,01 - Hãû säú täøn tháút mẹïp ra khi bãư dy ra bàòng khäng, tỉïc l khi vãût mẹïp ra chè do låïp biãn khẹp kên tảo thnh. Täøn tháút mẹp ra phủ thüc vo y - khong cạch ca tiãút diãûn âo kãø tỉì âỉåìng cạc mẹp ra, v tàng âãưu âãưu khi tàng khong cạch áúy (cho tåïi lục dng âỉåüc lm âãưu hon ton) [...]... tháút präfin cọ giạ trë bẹ nháút khi cọ bỉåïc täúi ỉu t opt ≈ 0,7 ÷0, 85 (Hçnh 4-8) p ζ pr α 0,08 22 0,06 20 1,0 o 0,8 ζ pr o 0,04 18 o 0,02 16 0,6 o t opt 0 0 ,55 0 ,5 t =0,7 05 t =0 ,59 3 β2 0,6 0, 65 t =0 ,55 t b t= 21 14 18 0,4 0,7 t 21 8 5 25 0,2 t =0 ,56 1 2 3 4 5 6 t =0 ,59 3 7 8 9 10 11 12 13 o b 1 β2 0 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 t =0,7 05 -0,2 lỉng (läưi ) bủn g (lm ) -0,4 Hçnh 4.9 nh hỉåíng ca bỉåïc tỉång... lỉng miãưn càõt vạt s tàng lãn v tàng âäü di ca vng tàng ạp åí âoản ra ca lỉng cạnh p 1,0 13 1 0,8 17 b 1 α t t =0,7 05 20 12 5 t =0,82 t =0 ,57 8 23 0,6 t =0,7 05 t =0,82 0,4 ζ pr α o 0,04 16 0,03 14 α ζ pr o 0,02 12 o t =0 ,57 0,2 0,01 10 o 0 ,5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0,6 15 t= t opt 0 16 0,7 17 18 0,8 19 t b 0,9 20 21 22 -0,2 lỉng (läưi) bủn g (lm ) -0,4 Hçnh 4.8 nh hỉåíng ca bỉåïc tỉång... präfin b) Âäúi våïi cạnh trån thỉûc tãú Remin ≈ 107, våïi h/b ≈ 0,01 Re ≈ 1 05 Âäúi våïi cạnh túc bin Remin = (3 ÷ 5) 1 05 Täøn tháút nàng lỉåüng trong vng tỉû âiãưu chènh phủ thüc vo âäü nhạm tỉång âäúi Ty theo âäü nhạm tỉång âäúi täøn tháút ma sạt trong dy cạnh túc bin cọ thãø âạnh giạ theo cäng thỉïc : (4.16) ζms = 0,19 (h/b)0, 251 Chãú âäü dng chy trong pháưn låïn cạc táưng theo säú Re thỉåìng nàòm trong... nhåì lm mng låïp biãn m täøn tháút âáưu cúi gim Khi gim gọc vo ca dng trong dy cạnh täøn tháút âáưu cúi s tàng vç gradien ạp sút - 106 - CHỈÅNG 5 TÊNH TOẠN TÁƯNG TÚC BIN 5- 1 Lỉûa chn cạc âàûc tênh v tênh toạn táưng túc bin (táưng âån) Khi tênh toạn táưng túc bin cáưn phi lỉûa chn kêch thỉåïc ca nọ, hçnh dạng präfin ca dy äúng phun v cạnh âäüng, chiãưu cao dáy cạnh, gọc âàût cạnh quảt, kãút cáúu ca âai... pháưn chy ca ton túc bin Trçnh tỉû tênh toạn táưng túc bin Chn lỉûa âäü phn lỉûc Ngy nay túc bin håi âỉåüc chãú tảo våïi cạc táưng xung lỉûc (cọ bạnh ténh) v phn lỉûc Kãút cáúu ca nhỉỵng táưng áúy âỉåüc trçnh by trong hçnh 5- 1 - 107 - ∆a b δr δa δr v1 v2 l'2 b l1 δa δa l2 l'1 l1 l2 δa k ∆a k δrk db d2 d1 d1 d2 dk B1 b1 a1 b2 a1 b1 t2 a2 t1 αy βy βy t2 a2 αy t1 B1 b2 B2 B2 a) b) Hçnh 5- 1 Âàûc tênh hçnh... trong âọ cỉåìng âäü gim täøn tháút åí chãú âäü chy táưng cao hån nhiãưu (m = 0 ,5) s våïi lục åí chãú âäü chy räúi (m ≈ 0,14 ÷ 0,20) Âäúi våïi cạnh cọ bãư màût nhạm våïi Re ≥ 3.1 05 ÷107 täøn tháút nàng lỉåüng trong dy cạnh khäng phủ thüc vo Re, tỉïc l trong vng áúy cọ chãú âäü dng chy tỉû âiãưu chènh 0,08 ζ pr 1 0,04 2 0 5 1 2 3 4 5 6 Re x 10 Hçnh 4.12 nh hỉåíng ca säú Re tåïi hãû säú täøn tháút präfin ζpr... phn lỉûc Nãúu bỉåïc bẹ thç pháưn tàng ạp trãn lỉng gáưn phêa mẹp ra ngàõn hån, nhỉng lải xút hiãûn âoản tàng ạp nhẻ åí pháưn bủng gáưn mẹp vo Giạ trë ζpr bẹ nháút ỉïng våïi bỉåïc täúi ỉu t opt ≈ 0 ,55 ÷0, 65 Cáưn nháún mảnh ràòng, khi gim båït bỉåïc tỉång âäúi rnh åí giỉỵa cạc cạnh quảt cọ thãø tråí thnh to dáưn åí âáưu ra Trong trỉåìng håüp áúy täúc âäü ca dng dỉåïi ám åí âoản ra ca rnh s gim (dng -... sút ca nọ Khi thiãút kãú túc bin måïi u cáưu táûn dủng täúi âa cạc dảng präfin â nghiãn cỉïu v theo cạc tiãu chøn thiãút kãú Âiãưu âọ cho ta vỉỵng tám tênh toạn táưng v giåïi hản mäüt cạch håüp l säú lỉåüng präfin túc bin Chè trong trỉåìng håüp âàûc biãût làõm måïi nãn xáy dỉûng profin hon ton måïi Tênh toạn táưng theo âỉåìng kênh trung bçnh (thäng thỉåìng våïi d/l > 10 ÷ 15 ) Nhỉỵng âải lỉåüng cho trỉåïc:... quạt trãn Hçnh 4. 15 - 1 05 - Âäúi våïi dy äúng phun ta thay β bàòng α o o o o ζk 80 140 120 100 Gọc qût cng bẹ thç hiãûu ζ pr 2 o säú ạp sút åí phêa lỉng v bủng ∆β=60 präfin cng nh, tỉïc l täøn tháút âáưu cúi cng bẹ 1 Våïi âải lỉåüng l/b â cho cọ thãø gim täøn tháút âáưu cúi, 1=b nãúu lm mng âỉåüc låïp biãn åí l l vng cọ âäü cong ca rnh låïn 0 1 2 3 4 nháút, cng nhỉ nãúu gim båït Hçnh 4. 15 Sỉû thay âäøi... kãú âáưu tiãn ta lỉûa chn kiãøu táưng Nãúu l táưng xung lỉûc thç chn ρ= 0, 05 ÷ 0, 25 trong âọ t säú d/l cng bẹ thç ρ âỉåc chn cng låïn Nãúu cọ phun håi tỉìng pháưn thç chn ρ = 0,02 ÷ 0,10 Trong cạc táưng xung lỉûc pháưn nhiãût giạng ch úu ho1 = ( 1 - ρ ) h o biãún âäøi trong dy äúng phun âỉåüc bäú trê trong bạnh ténh ( Hçnh 5- 1a) Nhỉ váûy präfin ca cạnh äúng phun v cạnh âäüng ca táưng hon ton khạc . = 0 0 ,5 o opt t b t o ζ pr ζ α pr o 0,02 0,04 0,06 0,08 16 18 20 22 0 ,55 0,6 0, 65 0,7 β2 β2 t b 21 o 1 5 8 14 21 18 25 12 121143987 651 013 151 4 16 20 2117 18 19 22 23 t =0,7 05 t =0 ,59 3 t =0 ,55 t. = t b t opt 10 o o 12 o 14 o 16 0,01 0,02 0,03 0,04 pr 0 0 ,5 0,6 0,7 0,8 0,9 pr t =0,82 t =0 ,57 t =0,7 05 t =0 ,57 t =0,82 p t =0,7 05 Hỗnh 4.8 aớnh hổồớng cuớa bổồùc tổồng õọỳi tồùi sổỷ phỏn. α o 1 2 4 8 12 16 17 20 26 30 90 o 0,2 0,4 0,6 0,8 23 456 78 151 6 91011121314 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27282930 Bãư màût bủng (lm)Bãư màût lỉng (läưi) 0,8 0,6 0,4 0,2 1,0 2 1 4 15 13 7 9 11 β 1 16 23 21 19 17 15 14 13 12 11 10 9 16 Bãư