Bài giảng - Thủy điện 2- chương 2 ppt

17 Chương II. CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA TURBINE THUỶ LỰC Ở chương I chúng ta nghiên cứu khái quát về các loại turbine và tính năng ứng ứu cụ thể hơn về cấu tạo, công dụng bộ phận chính ine ệ ểu stator : kiểu cột đỡ riêng rẽ và kiểu vòng (a). ử dụng kiểu vòng để tăng độ cứng, còn kiểu cột ng rẽ dụng của từng loại turbine. Chương II sẽ nghiên c của các bộ phận chính của turbine và tìm hiểu các xác định kích thước của chúng. Ngoài BXCT, các bộ phận chính của turbine gồm: thiết bị dẫn nước (buồng turbine), thiết bị tháo n ước (ống xả), phần tĩnh (stator), cơ cấu hướng dòng (CCHD) v.v . II. 1. VÒNG BỆ, CƠ CẤU HƯỚNG DÒNG, TRỤC CỦA TB. PHẢN KÍCH Như trên đã nói, ngoài BXCT, turbine phản kích còn có những rục và ổ trục của turbsau đây: vòng bệ của turbine, cơ cấu hướng dòng, t II. 1. 1. Vòng bệ (Stator) của turbine: Vòng bệ của turbine (hình 1-6 và 2-1) là phần cố định của turbine, có tác dụng máy, sàn và b truyền xuống móng nhà máy các tải trọng gồm trọng lượ ng toàn bộ tổ máy phát điện, áp lực nước dọc trục tác dụng lên BXCT và khối bê tông phủ lên nó v.v Stator bao gồm một số cột chống 2 với tiết diện ngang hình đường dòng, liên kết với vành đỡ trên 1 và dưới 3. Có hai ki Phần lớn các turbine phản kích đều s riê chỉ sử dụ ng cho buồng xoắn bê tông cốt thép, ở đó ổ chặn không lắp trên nắp turbine. Số lượng cột stator bằng một nửa số cánh hướng nước. Hình 2-1. Vòng bệ và CCHD của turbine Để xác định kích thước buồng xoắn cần phải biết hình dạng và các kích thước của vòng bệ và cánh hướng dòng.Hình kích thước vòng bệ (stator) 2-1,b và bảng (2-1) xác định 18 của turbine. Trong bảng: D a , D b là đường kính ngoài và trong của vòng bệ, b 0 là chiêu cao cánh hướng dòng (bảng 6-5 và 6-6 chương VI), Z 0 là số lượng cánh hướng dòng. Bảng 2-1. Bảng kích thước vòng bệ ( đơn vị cm) D 1 D 0 Z 0 Cho buồng xoắn bê tông cốt thép Cho buồng xoắn kim loại cán D D D R h h D D D R H h b a 4 1 2 b a 4 180 220 16 260 305 330 20 21 200 240 16 285 335 360 20 23 225 275 16 320 375 400 20 23 250 290 24 340 390 400 28 32 23 330 390 415 25 25 280 325 24 382 438 448 30 35 25 372 438 463 25 25 320 375 24 437 500 510 30 40 30 426 500 535 30 32 360 420 24 485 500 570 35 40 30 480 555 590 35 35 400 465 24 542 620 630 35 45 35 532 615 650 35 41 450 525 24 610 700 710 40 45 45 600 695 735 40 41 500 580 24 675 777 780 40 50 40 660 765 805 40 46 550 24 745 855 805 50 50 40 730 845 885 50 46 640 600 700 24 875 935 945 50 55 45 800 925 965 50 50 II. 1. 2. Cơ cấu hướng dòn ồng turbine 1 chảy vòng qua các cột stator 2, chảy qua khe hở giữa yến và rò nước cần có đệm chống rò bằng cao su. Bộ phậ n 5 từ máy điều tốc quay kéo tay quay 6 và thanh kéo 7 làm quay v g (CCHD): Nước lần lượt từ bu các cánh hướng dòng 3, ở đây lưu lượng được điều chỉnh do thay đổi khe hở giữa các cánh trước khi vào BXCT 4 (hình 1-6 và 2-2,a).Cơ cấu này có tác dụng sau: - Hình thành hướng dòng chảy nhất định ở trước BXCT; - Điều chỉnh lưu lượng nước vào turbine, do đó thay đổi công suất của turbine. Bộ phậ n CCHD gồm có hai thành phần chính: các cánh hướng dòng hình lưu tu cơ cấu quay cánh. Mỗi cánh hướng nước có thân 3 và trục cánh 5. Đầu trên trục cánh được lồng vào các lổ khoét ở nắp TB, còn đầu dưới thì được lắp vào vành dưới, nhờ đó các cánh có thể quay được quanh trục của nó để thay đổi độ mở a 0 của CCHD. Khi cánh hướng nước đóng hoàn toàn a 0 = 0, để giảm n quay cánh hướng dòng gồm có các chi tiết: nắp turbine 6 chứa ổ trục trên của cánh, vòng dưới chứa ổ trục dưới của cánh, các cánh hướng 3 và cơ cấu tay quay 7. Độ mở a 0 dược thay đổi như nhau cho các cánh nhờ vòng điều chỉnh 8 của CCHD. Nhờ chuyển động tịnh tiến hai cần 10 của hai động cơ tiếp lực 9 của máy điều tốc mà vòng điều chỉnh 8 xoay, kéo theo CCHD xoay để dẫn vào BXCT lưu lượng yêu cầu. Hình 2-2,b là sơ đồ đơn giản của CCHD dùng cho TB nhỏ trục đứng buồng hở. Nước từ buồng hở qua khe hở giữa các cánh 2 vào BXCT 11. Điề u chỉnh độ mở a 0 theo yêu cầu nhờ trục diều khiể òng điều chỉnh 8 tác thay đổi trục 4 làm cánh hướng 2 xoay quanh trục 10 của nó. Hình 2-2. Bộ phận xoay CCHD II. 1. 3. Ổ trục và trục turbine: Trục turbine được dùng để truyền mô men xoắn từ BXCT đến rôtor máy phát ống dẫn dầu (đối với cánh quay), ẫn khí điện Trục turbine trục đứng bên trong rỗng để lắp các d xuống BXCT để phá chân không cho turbine tâm trục và đường dây điện v.v Ổ trục định hướng để định tim trục, được bôi trơn bằng dầu hoặc bằng nước. Lo ại bôi trơn bằng nước thường được lắp ở trên nắp turbine. Loại bôi trơn bằng dầu khoáng thì tấm bạc của ổ trục làm bằng hợp kim babít. Hình 2-3 là đồ thị xác định đường kính trục turbine. Đường kính trục phụ thuộc vào mômen xoắn của dòng chảy M kp = 97400.N/n ( kGcm). Trong đó N (kW) và n (vòng/phút). Có M kp tra ra đường kích trục turbine D B (mm). Hình 2-3. Biểu đồ quan hệ đường kính trục và công suất turbine. 19 20 nh lượng chảy vòng tại cửa vào CCHD. Buồng turbine cần bảo đảm những yêu cầu chính sau: - Dẫn nước đều đặn lên chu vi các cánh hướng dòng để tạo nên dòng chảy đối xứng ới trục quay c - Thuận tiện cho việc bố trí turbine và thiết bị phụ của nó trong gian máy của TTĐ. òn không đều ổ trụ à đường II. 2. THIẾT BỊ DẪN NƯỚC CỦA TURBINE Thiết bị dẫn nước (buồng turbine) là phần nối công trình dẫn nước của trạm thủy điện với turbine và hình thà v ủa turbine. - Tổn thất thủy lực trong bu ồng và đặc biệt là trong CCHD nhỏ nhất. - Dễ nối tiếp với đường dẫn của trạm thủy điện. - Buồng có kích thước giảm nhỏ và kết cấu đơn giản. - Áp lực tác dụng lên BXCT đều nhau để tránh m c. Dựa vào cột nước và công suất của TTĐ mà buồng turbine có các ki ểu: buồng hở, buồng hình ống và buồng xoắn ốc. II. 2. 1 Loại buồng hở của turbine Buồng hở là loại đơn giản nhất thường dùng cho cột nước H = 5÷6 m v kính D 1 < 1,2 m , giới hạn cột nước lớn nhất là 10 m và đường kính D 1 = 1,6m. Sở dĩ có giới hạn sử dụng trên vì khi cột nước và đường kính lớn thì kích thước của buồng rất lớn, trục turbine dài và áp lực nước trên thành buồng sẽ lớn. Vì vậy loại buồng này chỉ Hình 2-4. Buồng turbine hở . dùng cho turbine nhỏ. Buồng hở có thể làm bằng gỗ, gạch hoặc đá xây hay bằng bêtông Buồng hở có thể trục đứng hoặc trục ngang và hở chử nhật hoặc hở xoắn. Buồng hở chữ nh tạo nên dòng xoáy ở các góc làm tăng tổn thất cột nước. Để khắc phục nhượật dễ c điểm n ở. Chiều dài và chi 1 ày nên dùng buồng hở xoắn. Hình 2-4 thể hiệ n hình thức các loại buồng h ều rộng của buồng lấy theo kinh nghiệm A = B = (3- 4).D , độ nhúng 21 h min ≥ m đến 25÷30 m. Buồng này được m bằng ki g dòng 4 dẫn nư dạng ứ c turbine 11 ổ ine tâm trục t n của b th đường kính tiêu chuẩ của BXCT D1, khoả (2,8 -3,5)D 1 , chiều dài buồng khoảng (2,5 - 3)D 1 . tối thiểu của nắp TB so với mực nước nhỏ nhất trong buồng: (0,9 -1)D 1 . II. 2. 2. Buồng hình ống Loại này thường dùng với cột nước H = 6÷7 là m loại chứa các bộ phận của turbine (hình 2-5): chóp nón hướn ớc vào thuận dòng, các cánh hướng dòng 1, BXCT đặt phía trong CCHD. Hình của buồng giống một nồi xúpde, nửa trước 5 nối với ống áp lực 7, nửa sau 2 ch a cụm BXCT và nối với đoạn khuỷu cong 8 của ống xả 12. Trụ tr ục 10 đưa ra ngoài buồng và đặt nằm ngang. Loại này dùng với turb rục ngang, loại turbine nhỏ. Đườ g kính lớn nhất uồng lấy eo ng . 2. 3. Buồng xoắn ốc ày bảo ine nhỏ và đảm bảo chế t iết diện tròn. uồng xoắn l góc ết diện cửa ra ( r v ϕ max ). Khi ϕ max = 345 0 ÷360 0 thì gọi là góc bao hoàn toàn (hình 2-7,a), còn ϕ max < 345 0 gọi là Hình 2-5.Buồng turbine hình ống II Buồng xoắn (hình 2-6) là loại được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Loại buồng n đảm dẫn nước vào TB với kích thước mặt bằng của turb độ thủy lực tốt nhất.Phụ thuộc vào cột nước buồng xoắn có thể làm bằng bê tông hoặc kim loại. Buồng bêtông cốt thép đượ c dùng với cột nước H ≤ 40 m, mặt cắt đa giác. Khi H > 40 m hường dùng buồng xoắn kim loại hoặc bê tông cốt thép t Phân loại b tùy thuộc vào góc bao max ϕ max của buồng xoắn , đây à được tính từ ti ϕ = 0) đến tiết diện cửa vào của buồng xoắn (ϕ = buồng xoắn không hoàn toàn ( hình 2-6,c ). 22 rộng gian máy đã cho ) phụ thuộc vào quan hệ giữa tiết diện cửa ào buồng xoắn đã chọn góc bao. Khi tiết diện cửa vào đã chọn, nếu tăng góc bao, một đ y đối í n b i nhất . Kinh nghiệm cho thấy, chiều rộng gian máy là nhỏ nhất khi buồng xoắn có góc ao ϕ m 0 ộ ảm thành ự à cao do lưu lượng tương đối nhỏ, nêncó thể ch n góc bao l n hơn: từ ϕ m x = 270 ÷345 . Với trạm thuỷ điện đường dẫn và sau đập chọn buồng xoắn góc bao lớn sẽ tiện cho việc ối tiếp giữa ường ống áp lực với buồ g xoắn. Kết quả thí nghiệm mô hình cho thấy, tổn thất năng lượng trong turbine, vòng bệ và CCHD ( khi chiều v mặt sẽ làm cho dòng chảy phân bố đều chu vi CCHD, bảo đảm ược dòng chả ứng trong turbine, nh ần xoắn và hình x ưng lại làm tăng vận tốc dòng nước trong ph ả nthành dòng chảy xoáy, kết qu làm tăng tổ thất năng lượng trong CCHD. Qua th nghiệm mô hình BXCT đã chọ với các loại uồng xoắn khác nhau người ta lựa chọn loại buồng xoắn lợ b ax = 180 .Vì vậy đối với TTĐ có c t nước thấp ( kiểu lòng sông ) để gi xây d 0 0 ng TTĐ nên chọn góc bao 180 ÷192 . Đối với TTĐ có cột nước trung bình v 0 0 ọ ớ a n đ n Hình 2-6. Buồng xoắn Khi cột nước H ≤ 80 m và góc bao ϕ max = 270 0 ÷345 0 có thể sử dụng buồng xoắn tiết diện tròn hoặc chữ T. Buồng xoắn kim loại thường có góc bao ϕ max = 345 0 . Hình dạng tiết diện vào buồng xoắn: Đối với turbine dọc trục cột nước thấp và vừa thường dùng buồng xoắn có tiết diện chữ T hoặc hình thang, còn đối với TTĐ cột nước cao 50÷80 m thì tiết diện là hình tròn hoặc ellipse. Hình dạng tiết diện buồng xoắn còn phụ thuộc vào điều kiện cụ thể xây dựng nhà máy của TTĐ. Trong điều kiện góc bao như nhau, buồ ng có tiết diện hình thang bảo đảm kích thước mặt bằng của gian tổ máy nhỏ nhấ rộng b/a của tiết diện càng lớ t, còn tiết diện tròn sẽ lớn nhất và tỉ số chiều cao trên chiều n thì mặt bằng gian máy càng nhỏ. 23 Tỉ lệ giữa chiều cao và chiều rộng a tiết diện hình chữ T (hình 2-7) nên chọn theo cấ bằng, kiểu phát triển lên trên so với k ết hợp và nếu động cơ tiếp lực đặt ngay trên nắp turbin mà không bố trí ở hầm turbine. Các góc γ và δ hì điều kiện thủy lực trong buồng sẽ kém và khó b ì tăng khoảng cách ục tổ máy. Kiến nghị dùng như sau: δ = 20÷35 0 và thường lấy 30 0 . Nói chung, khi ≤ n n thì γ = 1 khác kiến nghị chọn như sau: khi m = 0 hoặc n = 0, b/a = 1,5÷1,85. Khi m và n ≠ 0 thì củ u tạo của buồng xoắn, có thể chọn kiểu trần trục của CCHD kiểu phát triển xuống dưới hoặc kiểu sàn bằng. Các trị số m và n chủ yếu lựa theo yêu cầu bố trí phần dưới nước của nhà máy, nó không ảnh hưởng mấy đến đ iều kiện thủy lực. Khi n = 0 (tức trần bằng) hoặc m > n thì có thể giảm thể tích khối bê tông phần dưới nước của nhà máy và dễ bố trí động cơ tiếp lực và có thể rút ngắn khoảng cách giữa các trục tổ máy. Tiết diện chữ T phát triển lên trên so với trục CCHN chỉ nên dùng khi ở phía dưới buồng xoắn có bố trí đường hầm xả nước của TTĐ xả lũ không nên quá nhỏ, vì nếu lấy quá nhỏ t ố trí động cơ tiếp lực, nếu quá lớn th tr m thì γ = 20÷35 0 còn khi m > 0÷20 0 ; khi n = 0, γ = 10÷15 0 . Các giá trị b / a không quá 2÷2,2. Theo quan điểm thủy lực thì tiết diện chữ T đối xứng hoặc gần đối xứng có tốt hơn chút ít. Hình 2-7. Các ti ện c ữ T củ ồng xoắn bê tông. ta giả thiết: là dòng ết di h a bu Buồng xoắn làm nhiệm vụ dẫn nước vào BXCT và hình thành đặc tính của dòng chảy trước mép vào CCHD. Để thiết kế buồng xoắn người - Dòng chảy trong buồng xoắn là dòng chảy dừng, đối xứng qua trục quay và thế; lưu lượng qua tiết diện bất kỳ Q lấy theo góc i i ϕ là: itt i QQ = ϕ ; 0 360 - Dòng chảy được coi là tổng hợp của dòng chảy thẳng và dòng xoáy, đ Γ π ặc trưng bởi lưu lượng Q và lưu số = 2 RV, giả thiết khi thay đổi chế độ làm việc thì Q và Γ thay 24 đổi sao ành phần vận tốc hướng m C r cho các đường dòng trong buồng xoắn không đổi. Th tâ phân bố đều theo chu tuyến trước mép vào cánh hướng dòng: C r = tt a Q Db π 0 ; (trong đó: Q tt là lưu lượng của turbine, D a là đường kính ngoài của cánh hướng dòng, b 0 là chiều cao cánh hướng dòng). Việc tính toán kích thước buồng xoắn tiến hành trên cơ sở turbine đã được chọn, tìm ra kích thước mặt cắt và quan hệ giữa chúng và góc. Hiện nay có những phơng pháp tính toán sau: * Phương pháp mômen tốc độ vòng là hằng số V u .r = K; Phương pháp này dòng hảy đố ó được áp dụng đối c i xứng qua trục, dòng có thế và bỏ qua tổn thất dòng chảy. N với buồng xoắn có góc bao ma x ϕ =−180 360 0 , vì nếu góc nhỏ hơn thì điều kiện dòng về toán là hằng số V u = K; Phương pháp này giả thiết tốc độ ư nhau. Nó chưa đủ lập luận khi ành lập vì nó có những thiếu sót sau: + Dòng chảy tính toán theo phương pháp này không hoàn toàn phù hợp thực tế; Tuy nhiên qua nghiên cứu thấy đối vớ iều kiện xo ương pháp này phù hợp hơn ng pháp Vì g pháp n ho T ước thấp, b ng xoắn bê tông góc bao nhỏ giai đoạn thiết kế ộ. * Ph ng pháp tốc độ vòng giảm dần từ cửa vào V u đến cửa ra từ (0,6÷0,8)V u ; Phương pháp này có nh c điểm là tính đối xứng của dòng chảy bị phá h i, nhưng giảm thước b xoắn. V ó chỉ dùn ine cột n . ồng xoắn theo hai phương pháp đầu. chảy sẽ không còn đối xứng qua trục. Phương pháp này khá chính xác và thuận học nên được áp dụng rộng rãi; * Phương pháp tốc độ vòng vòng bình quân ở các mặt cắt ngang buồng xoắn đều nh th + Góc bao càng lớn thì càng không phù hợp. i góc bao không V đủ đ vậy phươn ắn thì ph ày dùng tốt c phươ u .r = K. TĐ có cột n uồ và sơ b ươ ượ oạ nhỏ kích uồng ì vậy n g với turb ước thấp quá lớn Sau đây chúng ta nghiên cứu cách tính bu 1. Tính toán thuỷ lực mặt cắt buồng xoắn theo phương pháp V u .r = K Bước này được thực hiện sau khi đã chọn góc bao max ϕ và hình thức buồng xoắn. Dựa vào nguyên tắc đã nêu ta đi thành lập công thức chung: là tốc độ trung = k Gọi tt Q là lưu lượng lớn nhất qua mỗi turbine; bình trong mặt cắt buồng xoắn, xác định theo: tb V tb V H ( H = 2m thì k = 1; H = 300m thì k = 0,5) hoặc theo đồ thị (hình 2-9,a). ới yêu c hu vi cơ cấu hướng dòng, vì vậy nếu gọ là góc nào đó ứng với tiết diện cần tìm thì lưu lượng qua nó là V ầu lưu lượng phân bố đều c i i ϕ itt i QQ = ϕ 0 360 , diện tích mặt cắt tương ứng là i i tb tt i t b F Q V Q V == . . ϕ 360 ; tương tự với max ϕ ta có: max max . F Q V tt tb = ϕ 360 . Nếu cắt một dãi bất kỳ có bề rộng dr, chiều đứng b thì diện tích phân tố dF = b.dr, vậy: 25 ; vì V u .r = K nên V u = K/r, vậy ta có: i u ra Ri ra Ri Q dQ V bdr== ∫∫ i ra Ri ra Ri tt i Q K r bdr K b r dr Q = ∫ = ∫ = 360 ϕ ( 2-1 ) Hình 2.8. Sơ đồ lập công thức tính toán buồng xoắn. Sau đây ta áp dụng những công thức trên để tính toán cụ thể cho hai loại buồng xoắn: ặt cắt tròn ( hoặc ellipsse) và buồng xoắn mặt cắt đa giác. ròn (hoặc ellipsse): h 2-9,b), nghĩa là phải xác định ra đượ c quan hệ m a. Tính toán buồng xoắn mặt cắt t Nội dung của việc tính toán buồng xoắn là vẽ ra được đường bao xoắn và xác định mặt cắt ngang của buồng xoắn (hìn giữa góc i ϕ , bán kính Ri và diện tích mặt cắt ngang tương ứng Fi. Từ (2-1) đặt i ra S r dr= ∫ , vậy Qi = K.Si và K = Qi/Si, vì K = hằng ố nên K = Ri b s max ma x Q S tt Gọi bán kính măt cắt cửa vào (ứng với ϕ max ) là ρ max = u V π Q . max ϕ 360 , y Coi là tiết diện tròn nên ρ i 2 = ( b i /2 ) 2 + ( r i - a) 2 , rút ra b i và thay vào S i ta có S i và tha vào (3-1) ta có góc : i tt Q K ϕ π = 720 ( ) [] ( ) [ ] Trong aaa aaa ÷− ÷ = ÷− ÷ρρρ ρ2 rrr c rrr 2 công thức c = ( 720.K.π) / Q tt = hằng số. Giải phương trình i ϕ ta có được : i i r ϕ =÷ 2 a i c c ρ ϕ (2-2) Từ (2-2) nế định ra ta sẽ tìm ra u biết c mà i ϕ i ρ . Dựa vào điều kiện biên cửa vào, có: ở c = () max max max ρρ aaa rrr ÷− ÷2 = hằng số (2-3) ϕ Đã có hằng số c ta ịnh ra các góc i ϕ đ và lập bảng tính ( bảng 2-2 ) sau: Bảng 2-2. Bảng tính toán xác định kích thước buồng xoắn tròn ( hoặc ellipsse) i ρ 2 26 i ϕ i c ϕ 2 a i r c ϕ 2 a i r c ϕ i ρ i i a R r = ÷ 2 ρ Các bước tính toán lập bảng 2-2 như sau: - Chọn góc bao ma x ϕ như đã trình bày trên; - Từ bảng 3 tra ra kích thước đường kính trong và ngoài của vòng bệ CCHD; - Xác định mặt cắt buồng xoắn cửa vào F max định ra ρ max tính ra hằng số c theo (2-3) - Định ra các góc ϕ i từ 0 đến ϕ max và tương ứng tính ra ρ i theo (2-2) và xác định Ri. ừ quan hệ ϕ i ~ Ri vẽ ra đường xoắn và từ quan hệ ρ i ~ Ri vẽ mặt cắt ngang tương ứng em (hình 2-9,b). T x Hình 2-9. Tính toán buồng xoắn mặt cắt tròn hoặc ellipse. b. Tính toán buồng xoắn mặt cắt đa giác Từ lưu lượng lớn nhất ở cửa vào buồng xoắn Q max và kinh nghiệm chọn được chi tiết kích thước ( m, n, b o , tỷ số b/a, các góc δ ,γ ) tính ra diện tích mặt cắt cửa vào F max và dựa vào tốc độ trung bình V u định ra mặt cắt lớn nhất. Các mặt cắt khác coi như xếp chồng tỳ lên từ R max đến r a trên các đường AC và EH ứng với các Ri khác nhau [...]... ống xả khác nhau (hình 2- 1 3) : Hình 2- 1 3 Các loại ống xả - Ống xả trục thẳng: ống xả hình nón cụt (hình 1 trong hình 2- 1 3) và ống xả trục thẳng có tiết diện thay đổi ( hình 12 va13 trong hình 2- 1 3); - Ống xả loe: ống xả loe thẳng ( hình 2 ), ống xả loe kín ( hình 3 trong hình 2- 1 3); - Ống xả loe lỏi giữa ( hình 4 trong hình 2- 1 3); - Ống xả cong ( hình 5,6,7 trong hình 2- 1 3); - Ống xả khuỷu dùng cho... ta có thể tra ra loại ống xả (bảng 2- 6 , hình 2- 1 5) 34 Bảng 2- 6 Kích thước chính của ống xả cong ( đơn vị ghi: m ) Kiểu 4A 4C 4E 4H 4H1 20 Kích thước tính với đường kính BXCT D1 = 1m D1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 h 1,915 2, 30 2, 50 2, 50 2, 7 2, 3 L 3,50 4,50 4,50 4,50 4,50 3,50 B5 2, 20 2, 38 2, 50 2, 74 2, 74 2, 17 D4 1,10 1,17 1 ,23 1,3 52 1,3 52 1,04 h4 1,10 1,17 1 ,23 1,3 52 1,3 52 1,04 h0 0,55 0,584 0,617 0,67 0,67... có thể lấy theo biểu đồ (hình 2- 9 ,a) a Tính toán với buồng xoắn mặt cắt tròn ( hoặc ellipsse) Nội dung và các bước tính toán: - Chọn góc bao của buồng xoắn, thường với mặt cắt tròn và ellipsse lấy lớn; - Sơ bộ xác định các kích thước vòng bệ và CCHD, có thể lấy theo các bảng 2- 1 và các bảng 6-5 , 6-6 ở chương VI - Lập bảng tính các quan hệ ϕ ~ ρ ~ R ( bảng 2- 4 ): 28 Bảng 2- 4 Bảng tính toán buồng xoắn... thức: Q tt ϕ max ρ max = ( 2- 5 ) 360 π V u ρi = Q tt ϕ i ϕ max 360 π V u ϕ max = ρ max ϕi ϕ max ( 2- 6 ) Hình 2- 1 1 Tính toán buồng xoắn mắt cắt tròn (ellipsse) và đa giác Cột 4: Tính a i = ρ i ÷ r a Cột 5: Tính ra bán kính R i = 2 ρ i ÷ r a Từ số liệu hai cột 2 và 5 vẽ được đường xoắn Từ số liẹu cột 4 và 5 vẽ được kích thước các mặt cắt ngang của từng tiết diện (hình 2- 1 1,a) 29 b Tính toán buồng xoắn... bước (xem hình 2- 1 1,b) dưới đây: - Chọn góc bao ϕmax và hình thức mặt cắt như đã trình bày ở các phần trước; - Tra các bảng 2- 1 , 6-5 và 6-6 để xác định các kích thước b0, Da, Db; Q tt ϕ max - Dựa vào Qtt và Vtb tra ra tiết diện mặt cắt cửa vào buồng TB: F max = , 360 V tb có Fmax dựa kính nghiệm chọn các kích thước: b/a, γ, δ sao cho diện tích mặt cắt cửa vào đúng bằng diện tích Fmax; - Lập bảng tính... côn thẳng đứng 2 hoặc xiên góc với phương thẳng đứng ( hình 2- 1 39,11 và 2- 1 6): Ống xả khuỷu cong (hình 2- 1 7) gồm đoạn khuỷu cong 2 nối với buồng hình ống 1 và đoạn hình nón cụt thẳng đứng 5 Do đổi hướng dòng chảy gần 90 độ khi qua nó, và trường hợp nếu có trục xuyên qua khuỷu thì dòng chảy còn bị khuấy do vậy loại này tổn thất thuỷ lực lớn dẫn đến hiệu suất ống xả giảm thấp xuống còn 40 - 45%.Vì vậy... dụng h5 1,00 1 ,20 1 ,20 1,31 1,31 0,937 (a) (b) (c) (d) (e) (g) Ghi chú: - Bảng 2- 6 ghi kích thước của ống xả có đường kính BXCT D1 = 1m, kích thước ống xả của turbine có đường kính D1 ≠ 1m sẽ bằng kích thước trong bảng nhân với D1; - Phạm vi sử dụng ứng với kí hiệu trong bảng 2- 6 : (a): cho các kiểu turbine: CQ30, CQ40, (CQ577, CQ587 hệ cũ có tỷ tốc thấp); (b): cho các kiểu turbine: CQ20, CQ30, (CQ577,... cho hai mặt cắt 1-1 và mặt cắt cửa ra ống xả 5-5 , có tính đến tổn thất cột nước h 3-5 của ống xả, ta có cột nước mà turbine có thể sử dụng được là Hc: 2 2 ⎛ ⎞ p1 pat ÷ γ Z5 α5 V5 α5 V 5 − h 3−5 − ÷ h 3−5⎟ = Zo − Hc = E1 − E5 = ÷ Zo − ⎜ Z5 ÷ ⎜ ⎟ γ γ α 2g ⎝ ⎠ Lấy Hc trừ cho Ha ta có được cột nước tăng thêm ∆H do có lắp thêm ống xả so với trường hợp không lắp ống xả: 2 2 α 3 V 3 − α5 V5 ( 2- 8 ) ∆H = Hc − Ha... ở mặt thoáng 1-1 và mặt cắt cửa ra BXCT 3-3 , lấy mực nước ở kênh tháo 0-0 làm chuẩn nếu bỏ qua tôn thất cột nước trong buồng hở và vì áp lực ở mặt thoáng 1-1 và 3-3 đều bằng áp suất khí trời p1 = p3 = pat , vận tốc nước chảy trên mặt thoáng 1-1 coi như bằng không V1= 0, vậy cột nước có thể sử dụng được là Ha: 2 2 p3 α 3 V 3 p1 α3 V3 ÷ Z3 ) = Zo − Z3 − Ha = E1 − E3 = ÷ Zo − ( ÷ γ γ 2g 2g Viết phương... sau đây: - Sử dụng thêm phần lớn động năng còn lại của dòng chảy sau khi ra khỏi BXCT; - Tận dụng thêm cột nước tĩnh Hs (gọi là độ chân không tĩnh) tính từ mặt cắt cửa ra BXCT đến mực nước hạ lưu ở hầm xả nước Để xác định giá trị và ý nghĩa của ống xả ta viết phương trình năng lượng cho 3 trường hợp: không có ống xả, ống xả trụ tròn và ống xả hình nón cụt (hình 2- 1 2) rồi so sánh Hình 2- 1 2 Các sơ đồ . 330 20 21 20 0 24 0 16 28 5 335 360 20 23 22 5 27 5 16 320 375 400 20 23 25 0 29 0 24 340 390 400 28 32 23 330 390 415 25 25 28 0 325 24 3 82 438 448 30 35 25 3 72 438 463 25 25 320 375 24 437 500 510. (hình 2- 1 3) : Hình 2- 1 3. Các loại ống xả - Ống xả trục thẳng: ống xả hình nón cụt (hình 1 trong hình 2- 1 3) và ống xả trục thẳng có tiết diện thay đổi ( hình 12 va13 trong hình 2- 1 3); -. 1,915 3,50 2, 20 1,10 1,10 0,55 1,417 1,00 (a) 4C 1,0 2, 30 4,50 2, 38 1,17 1,17 0,584 1,50 1 ,20 (b) 4E 1,0 2, 50 4,50 2, 50 1 ,23 1 ,23 0,617 1,59 1 ,20 (c) 4H 1,0 2, 50 4,50 2, 74 1,3 52 1,3 52 0,67 1,75