Thiết Kế Trạm Thủy Điện H’Mun

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA XÂY DỰNG THỦY LỢI – THỦY ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Trần Thanh Tường Lớp: 12X2 Số thẻ SV: 111120101 Tên đề tài: Thiết Kế Trạm Thủy Điện H’Mun Người hướng dẫn: TS Vũ Huy Công Học hàm/ học vị: Tiến Sĩ II Nhận xét đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, sáng tạo ứng dụng đồ án: (điểm đánh giá tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… NCKH: (nếu có báo khoa học ĐATN đề tài NCKH: cộng thêm 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… III Tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… IV.Đánh giá: Điểm đánh giá: Đề nghị: /10 Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày 27 tháng 05 năm 2017 Người hướng dẫn ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA XÂY DỰNG THỦY LỢI – THỦY ĐIỆN NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP V Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Trần Thanh Tường Lớp: 12X2 Số thẻ SV: 111120101 Tên đề tài: Thiết Kế Trạm Thủy Điện H’Mun Người phản biện: ………………………….………… Học hàm/ học vị: ………… VI.Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Điểm tối đa TT Các tiêu chí đánh giá 1a 1b 1c 1d 1e 1f Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải đủ nhiệm vụ đồ án giao Hiểu vận dụng kiến thức Toán khoa học tự nhiên vấn đề nghiên cứu Hiểu vận dụng kiến thức sở chuyên ngành vấn đề nghiên cứu Có kỹ vận dụng thành thạo phần mềm mô phỏng, tính toán vấn đề nghiên cứu Có kỹ đọc, hiểu tài liệu tiếng nước ứng dụng vấn đề nghiên cứu Có kỹ làm việc nhóm, kỹ giải vấn đề Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; ứng dụng thực tiễn: Kỹ viết: Điểm lại 80 15 25 10 10 10 10 20 2a - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích 15 2b - Thuyết minh đồ án lỗi tả, in ấn, định dạng Điểm trừ Tổng điểm đánh giá: theo thang 100 Quy thang 10 (lấy đến số lẻ) Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Ý kiến khác: ……………………………………………………………………………………… Đề nghị: Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2017 Người phản biện TÓM TẮT Công trình thủy điện H'Mun nằm sông Ayun, nhánh cấp sông Ba, thuộc huyện Mang Yang tỉnh Gia Lai Đây công trình lợi dụng cột nước địa hình để phát điện Thủy điện có công suất lắp máy 15(MW) với tổ máy có điện lượng bình quân năm 62810(MWh) cung cấp thêm điện góp thúc đẩy kinh tế tỉnh Gia Lai nói riêng nước nói chung Trong đồ án sử dụng phương án 1-A có công trình đầu mối thuỷ công đập tràn xả lũ đập tràn không chân không kiểu Cơrigơ Ôphixêrốp vừa làm nhiệm vụ dâng nước tạo hồ chứa vừa cho xả tràn lũ cống xả cát, tuyến lượng gồm có cửa lấy nước, đường ống áp lực, kênh xả ra, trạm biến áp đường dây tải điện ABSTRACT H'Mun Hydropower Project is located on the Ayun River, which is the first level of Ba River, Mang Yang District, Gia Lai Province This is a facility that uses water columns and terrain to generate electricity Hydropower with installed capacity of 15 MW with three units with an average capacity of 62810 MWh provide additional electricity to boost the economy of Gia Lai province in particular and the whole country in general This project uses Option 1-A, which has a hydro-dam project as the spillway of the Khmer-type spillway of the Khmer-type Oregano spillway, which is responsible for reservoir overflow and flood discharge Sand, power glands include water inlets, pressure pipes, discharge ducts, transformer stations and transmission lines ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA XÂY DỰNG THỦY LỢI – THỦY ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Thanh Tường Số thẻ sinh viên: 111120101 Lớp: 12X2 Khoa: Xây dựng Thủy Lợi-Thủy Điện Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Tên đề tài đồ án: Thiết kế trạm thủy điện H’Mun Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Các tài liệu địa hình, địa chất, khí tượng thủy văn khu vực vùng dự án - Đặc điểm tự nhiên, trạng thủy lợi thủy điện Nội dung phần thuyết minh tính toán: -Phần I: Tổng quan công trình +Chương I: Đều kiện khí tượng thủy văn +Chương II: Điều kiện địa chất công trình -Phần II: Tính toán thủy văn chọn thiết bị +Chương I: Tính toán thủy năng,điều tiết +Chương II: Chọn thiết bị cho trạm thủy điện -Phần III: Thiết Kế Công Trình Tuyến Năng Lượng +Chương I: Tính toán cửa lấy nước +Chương II: Tính toán sơ đường ống +Chương III: Tính toán nước va -Phần IV: Thiết Kế Nhà Máy +Chương I: Xác định cao trình +Chương II: Tính toán kích thước nhà máy -Chuyên Đề: Tính thủy lực đường ống phần mền Fluent ( tính toán thủy lực đoạn ống rẽ nhánh vào tuabin) Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): -Bản vẽ mặt chung -Bản vẽ mặt -Bản vẽ cụm đầu mối -Bản vẽ đường ống áp lực -Bản vẽ mặt cắt dọc tuyến ống Tất vẽ có kích thước A1 Họ tên người hướng dẫn: Ts Vũ Huy Công Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Phần/ Nội dung: Toàn nội dung đồ án 13/ 02/ 2017 29 / 05/ 2017 Đà Nẵng, ngày 27 tháng 05 năm 2017 Trưởng Bộ môn: T.S Nguyễn Văn Hướng Người hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU Năng lượng điện đóng vai trò quan trọng nghiệp phát triển kinh tế đất nước Để đáp ứng phát triển kinh tế đất nước yêu cầu điện đòi hỏi ngày nhiều Hiện nước ta nguồn lượng thủy điện chiếm vai trò quan trọng hệ thống điện Việt Nam Để củng cố hệ thống lại kiến thức học, đồng ý nhà trường hội đồng tốt nghiệp khoa xây dựng Thủy Lợi - Thủy Điện, em giao đề tài tốt nghiệp “ Thiết kế trạm thủy điện H’Mun” Thiết kế tốt nghiệp nhiệm vụ quan trọng sinh viên trước tốt nghiệp Sau thời gian học tập, giúp đỡ tận tình thầy T.S Vũ Huy Công thầy cô giáo khoa Xây dựng Thuỷ lợi - Thuỷ điện nỗ lực cố gắng thân học tập, tìm hiểu thu thập tài liệu để hoàn thành thiết kế sở “Nhà máy thủy điện H’Mun”, công trình thuộc huyện Mang Yang tỉnh Gia Lai… Qua đồ án tốt nghiệp em tổng hợp kiến thức trang bị thời gian học tập trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, nhằm đáp ứng đòi hỏi xã hội cán kỹ thuật sau Trong trình làm đồ án tốt nghiệp, em thu thập tư liệu, sách từ giáo viên hướng dẫn, thầy cô khoa, để phục vụ cho trình thiết kế tốt nghiệp cách tốt Tuy nhiên, sinh viên ngồi ghế nhà trường nên kiến thức thực tiễn thiết kế hạn chế, vốn kiến thức ỏi, chưa có kinh nghiệm thiết kế công trình, thời gian ngắn nên không tránh khỏi sai sót tính toán phân tích ưu khuyết điểm phương án chưa thật sâu sắc Kính mong thầy cô giáo viên hướng dẫn, giáo viên duyệt góp ý kiến bố sung để đồ án hoàn chỉnh thân trở thành cán kỹ thuật có kiến thức tốt Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn Nguyễn Xuân Thanh thầy cô khoa Xây dựng Thủy lợi - Thủy điện tận tình giúp đỡ em trình học tập thực đồ án tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn CAM ĐOAN Với hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn tham khảo tài liệu em hoàn thành đồ án tốt nghiệp xin cam kết rằng: - Trong trình hoàn thành đồ án không chép từ đồ án cũ - Các số liệu, công thức trích dẫn từ tài liệu tham khảo đáng tin cậy - Tuân thủ quy định nhà trường đề cách thức trình bày đồ án - Nội dung phần đồ án giáo viên hướng dẫn cụ thể kiểm tra thường xuyên - Không trích dẫn, chép từ nguồn tài liệu chưa đòng ý tài liệu vi phạm pháp luật Sinh viên thực Đà Nẵng, ngày 29 tháng 05 năm 2017 Sinh Viên Trần Thanh Tường MỤC LỤC A THUYẾT MINH CHUNG Error! Bookmark not defined PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN H’MUN CHƯƠNG : ĐIỀU KIỆN KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên : 1.2 Mức độ nghiên cứu thủy văn 1.2.1 Mức độ nghiên cưu khí tượng : 1.2.2 Mức độ nghiên cứu thủy văn: 1.3 Đặc điểm khí hậu: 1.3.1 Nhiệt độ không khí: 1.3.2 Độ ẩm không khí: 1.3.3 Mưa: 1.3.4 Gió: 1.3.5 Bốc hơi: 1.4 Đặc trưng thủy văn: 1.4.1 Đặc điểm mạng lưới sông ngòi lưu vực Ayun: 1.4.2 Dòng chảy năm: 1.4.3 Xây dựng đường trì lưu lượng 1.4.4 Dòng chảy lũ 10 1.4.5 Dòng chảy bùn cát 11 1.4.6 Xây dựng quan hệ Q = f(H) 12 1.4.7 Bồi lắng nước dềnh hồ chứa 13 CHƯƠNG : ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 16 2.1 Điều kiện địa chất công trình phương án công trình 16 2.1.1 Điều kiện ĐCCT tuyến đập I 16 2.1.2 Điều kiện ĐCCT tuyến đập II 17 2.2 Vật liệu xây dựng tự nhiên 19 2.2.1 Đá cứng 19 2.2.2 Vật liệu cát cho bê tông 19 2.2.3 Vật liệu đất dính phục vụ dắp đê quay 20 PHẦN II : TÍNH TOÁN THỦY NĂNG VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHƯƠNG : TÍNH TOÁN THỦY NĂNG 23 1.1 Chọn cấp công trình 23 23 1.2 Tài liệu tính toán 23 1.2.1 Tài liệu dòng chảy 23 1.2.2 Đường đặc tính lòng hồ 23 1.2.3 Xác định mực nước dâng bình thường (MNDBT) hồ chứa .24 1.2.4 Xác định cao trình mực nước chết MNC .26 1.3 Tính toán thủy 27 1.3.1 Chọn phương pháp tính toán thủy 27 1.3.2 Tính toán thủy phương pháp lập bảng 27 1.3.3 Vẽ đường tần suất N~p .29 1.3.4 Xách định công suất lắp máy 34 1.3.5 Tính toán điều tiết ngày: 34 1.3.6 Xác định cột nước trạm : 37 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỌN THUYẾT BỊ CHÍNH CỦA TRẠM THỦY ĐIỆN 38 2.1 Chọn số tổ máy .38 3.1.1 3.1.2 3.1.3 Với phương án 1: số tổ máy Z=2 .38 Với phương án 2: số tổ máy Z=3 .39 Với phương án 3: số tổ máy Z=4 .40 2.2 Chọn tuabin thủy lực: 42 2.3 Chọn buồng tuabin .43 2.3.1 Công dụng, yêu cầu phương pháp tính toán buồng xoắn .43 2.3.2 Tính toán thủy lực buồng xoắn 44 2.4 Chọn ống hút 46 2.5 Chọn máy phát điện 47 2.6 Chọn máy biến áp cho nhà máy 49 2.7 Chọn thiết bị điều tốc 50 2.8 Chọn cầu trục 51 PHẦN III: THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH TUYẾN NĂNG LƯỢNG 53 CHƯƠNG : CÔNG TRÌNH CỬA LẤY NƯỚC 53 1.1 Công dụng phân loại cửa lấy nước 53 1.2 Yêu cầu chung 53 1.3 Các thiết bị bố trí CLN .54 1.4 Tính toán cửa lấy nước 54 CHƯƠNG : ĐƯỜNG ỐNG ÁP LỰC 55 2.1 Tổng quan 55 2.2 Tính toán sơ đường ống 55 2.2.1 Đường kính ống 56 2.2.2 Chọn chiều dày thành ống: 56 2.3 Tính toán tổn thất đường ống áp lực 57 2.3.1 2.3.2 Tổn thất cột nước ma sát dọc ống 57 Tổn thất cục đường ống áp lực 57 CHƯƠNG : TÍNH TOÁN NƯỚC VA THỦY LỰC TRONG ĐƯỜNG ỐNG 59 3.1 Số liệu tính toán nước va 59 3.2 Xác định tình trạng nước va đường ống áp lực 59 3.2.1 Vận tốc truyền sóng nước va 59 3.2.2 Pha nước va 60 3.2.3 Xác định áp lực nước va tăng đóng turbin 61 3.2.4 Xác định áp lực nước va giảm mở van turbin 62 3.3 Kiểm tra thành ống 63 PHẦN IV: THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 65 CHƯƠNG : XÁC ĐỊNH CAO TRÌNH TRONG NHÀ MÁY 65 1.1 Xác địnn độ cao hút nước 65 1.2 Xác định cao trình lắp máy 66 1.3 Xác định cao trình sàn máy phát 66 1.4 Xác định cao trình sàn lắp máy 67 1.5 Cao trình đáy ống hút 67 1.6 Xác định cao trình dầm trục 67 1.7 Xác định cao trình trần nhà máy 68 CHƯƠNG : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC NHÀ MÁY 69 2.1 Chiều dài nhà máy 69 2.2 Bề rộng nhà máy 69 B CHUYÊN ĐỀ 70 CHƯƠNG : THIỆU VỀ PHẦN MỀM FLUENT VÀ GAMBIT 70 1.1 Phần mền mô hóa dòng chảy Fluent 70 1.2 Phần mền Gambit 71 CHƯƠNG : MÔ PHỎNG CHƯƠNG TRÌNH GAMBIT VÀ FLUENT 74 2.1 Vẽ mô đường ống Gambit: 74 2.2 Chia lưới đối tượng 75 2.3 Tạo dạng biên 76 Thủy Điện H’Mun toàn, thường lấy từ 2,7 – 3,3 m Cao trình sàn phải đảm bảo cao mực nước hạ lưu lớn nhất, che chắn không để nước tràn vào trường hợp Zsmf=Zlm+L1+l+ho Trong đó: -L1:tra theo kích thước máy phát 1,2 m (Trang 103) -l: tra theo kiểu tuabin PO82 3,2m (Trang 96) -ho:chiều cao máy phát tra bảng kích thước 1,3 m (Trang 103) => Zsmf=276,5+1,2+3,2+1,3 =282.2 (m) Mực nước hạ lưu lớn ứng với lưu lượng xả lớn Q=Qtram=27,25 (m3/s) Zhlmax=277,3 (m) 1.4 Xác định cao trình sàn lắp máy Xác định cao trình sàn lắp ráp phải đảm bảo điều kiện giao thông vào nhà máy, cao mực nước hạ lưu lớn thuận tiện công tác lắp ráp sửa chữa Chọn Zslm=Zsmf=282,2 (m) 1.5 Cao trình đáy ống hút Zđoh=Zlm-bo/2-h Với : -h:chiều cao ống hút -bo:chiều cao cánh hướng nước => Zđoh=276,5-0,5/2-3=273,25 (m) 1.6 Xác định cao trình dầm trục Cao trình ray dầm cầu trục cao trình mặt đường ray bánh xe lăn cầu trục Điều kiện để xác định cao trình thỏa mãn rút vật cao nặng tổ máy vận chuyển chúng không gian máy mà không va quệt vật khác với khoảng cách an toàn từ vật di chuyển đến vật cố định khác Cao trình dầm cầu trục xác định theo công thức sau: Zct  Zslm  d  hcc  ld  l (m) Trong đó: Zslm: cao trình sàn lắp ráp, Zslm=282,2(m) d: Khoảng cách an toàn so với sàn, d=1,5(m) ld: chiều dài dây,ld=0,5(m) hcc: chiều dài vật cần cẩu có chiều dài lớn nhất, hcc= 9,5 (m)  Zct  Zslm  d  hcc  ld   282,2  1,5  9,5  0,5   294,7(m) SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 67 Thủy Điện H’Mun 1.7 Xác định cao trình trần nhà máy Cao trình trần nhà máy xác định theo công thức sau: Ztnm  Zct  Hct  a  294,7  2,75  0,25  297,7(m) Trong đó: Hct: chiều cao dầm cầu trục Hct=2,75(m) a: khoảng cách an toàn cầu trục di chuyển an toàn nhà máy, a=0,25(m) SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 68 Thủy Điện H’Mun CHƯƠNG : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC NHÀ MÁY 2.1 Chiều dài nhà máy Chiều dài đoạn tổ máy: La=Dhmf+2t+d Với : Dhmf đường kính hầm máy phát 2t chiều dày lớp bê tông hầm máy phát d khoảng cách lối lại máy phát lấy = 1m Vậy: La=5,5+2*0,5+1 = 7,5 (m) Chiều dài sàn lắp ráp:đảm bảo khả bố trí thiết bị tổ hợp lắp ráp, sửa chữa tổ máy Lấy Llr =9.7 m => L=n.La+Llr+∆l Trong : n : số tổ máy (n = 3) La : chiều dài đoạn tổ máy llr : chiều rộng sàn lắp ráp (Llr=6.5 m) kích thước gian đầu cuối phụ thuộc vào cách bố trí,chọn gian đầu 3,5 (m) gian cuối 3,5 (m) L= 3*7,5+9,7+7 =39,2 (m) 2.2 Bề rộng nhà máy Xác định dựa vào đủ bố trí máy phát ,thiết bị điều tốc (tủ điều tốc két dầu áp lực), điện bên máy, thiết bị khác khoảng lại ,kết hợp nhịp cầu trục phạm vi hoạt động cầu trục B=B0+B1+2Δl1 =9,7+5,7+2.0,85 +3*0.3=18(m) Trong đó: B0: Bề rộng gian lắp máy Chọn B0=9.7(m) B1: Bề rộng phòng điều phối điện B1=5,7( m) Δl1 =0,85(m): bề rộng sê-nô Tường dày 30 (cm) SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 69 Thủy Điện H’Mun PHẦN V CHUYÊN ĐỀ CHƯƠNG : THIỆU VỀ PHẦN MỀM FLUENT VÀ GAMBIT 1.1 Phần mền mô hóa dòng chảy Fluent Trong kỹ thuật đa phần dòng chảy rối nên dòng rối có vai trò quan trọng lý thuyết mà thực tế cần công cụ có khả thể tác động dòng rối lên đặc tính trung bình thời gian dòng chảy (như vận tốc, áp suất, ứng suất…) Với phát triển phần mềm tin học, tính toán mô hình ảo ngày đóng vai trò quan trọng việc thiết kế, đánh giá tác động dòng chảy FLUENT phần mềm sử dụng phổ biến giới để tính toán, mô dòng chảy lưu chất truyền nhiệt Khả mô hình hóa vật lý FLUENT ứng dụng rộng khắp lĩnh vực công nghiệp: từ dòng chảy không khí qua cánh máy bay đến cháy lò, từ cột bọt khí đến việc sản xuất thủy tinh, từ dòng chảy máu đến công nghiệp bán dẫn, từ thiết kế phòng đến nhà máy xử lý nước thải Phần mềm có có khả mô hình hóa động xylanh, đường đạn, máy thiết bị tuốc-bin, hệ thống đa pha Ngày nay, hàng ngàn công ty toàn giới lợi từ việc sử dụng công cụ thiết kế phân tích quan trọng này, mở rộng khả tương tác đa môi trường khiến phần mềm trở thành công cụ phổ thông trong cộng đồng CFD Với tiếng thân thiện mạnh mẽ, FLUENT dễ sử dụng người bắt đầu để nâng cao suất hiệu công việc Đối với kỳ sư khí, kỳ sư thuỷ điện tiếp cận chương trình mô dòng chảy tuốc-bin, dòng chảy đường ống áp lực tốt Nó cầu nối thí nghiệm mô hình lý thuyết thông qua máy tính điện tử, giúp hiểu rõ trình vận động dòng chảy tương tác lý thuyết học chất lỏng, chất khí Các tính đặc trưng sản phẩm + Lưới, số hóa xử lý song song FLUENT sử dụng công nghệ lưới không cấu trúc, nghĩa lưới bao gồm phần tử hình dạng khác lưới tứ giác tam giác cho mô 2D lưới lục diện, tứ diện, đa diện, lăng trụ kim tự tháp cho mô 3D Mô số lời giải mạnh mẽ đảm bảo cho FLUENT có kết xác + Truyền nhiệt, chuyển pha xạ Truyền nhiệt thường kèm với nhiều dòng chảy FLUENT đề xuất chuỗi giải pháp toàn diện cho phương thức truyền nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu xạ Các khả thân thiện khác kết hợp với truyền nhiệt bao gồm mô hình cho lỗ khí, chất lỏng nén được, trao đổi nhiệt, vỏ dẫn, khí thực dòng chảy ướt + Động lực học lưới di chuyển SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 70 Thủy Điện H’Mun Trong FLUENT, lưới động có khả đáp ứng yêu cầu thay đổi ứng dụng, bao gồm dòng chảy ống, van, tách lớp bình chứa “store separation” Lưới động thích ứng với mô hình khác bao gồm chuỗi mô hình dòng phun, mô hình đốt cháy mô hình nhiều pha bao gồm mặt tự dòng chảy nén FLUENT cung cấp lưới trượt mô hình lưới khác chứng minh qua hệ thống ống, bơm cấu máy móc + Xử lý kết Công cụ xử lý kết hay gọi hậu xử lý FLUENT dùng để tạo giao diện đồ họa đầy đủ, hoạt hình báo cáo để ta có kết tốt, trực quan Mặt phẳng bóng suốt, đường dẫn, sơ đồ vectơ, sơ đồ đường bao, biến trường định nghĩa dựng cảnh theo nhu cầu người sử dụng khả đặc trưng mà công cụ hậu xử làm Dữ liệu giải xuất gói đồ họa thứ ba, tới công cụ CAD khác để tiếp tục phân tích + Chảy rối âm học FLUENT cung cấp khả vô song mô hình chảy rối, ví dụ vài phiên mô hình k-epsilon kinh điển, mô hình k-omega, mô hình ứng suất Reynolds (RSM) Ngày nay, với việc máy tính ngày mạnh, giá thành hạ, làm mô hình mô xoáy lớn (LES) lựa chọn hấp dẫn cho mô công nghiệp Với âm học, FLUENT tính toán kết độ ồn từ dao động áp suất không bình ổn + Đa pha FLUENT người đứng đầu công nghệ mô hình đa pha Có nhiều cách khác cho phép kỹ sư nhìn bên thiết bị thường khó để thăm dò FLUENT sử dụng mô hình đa pha Eulerian với tập họp riêng rẽ phương trình chất lỏng để thâm nhập sâu vào chất lỏng pha, tiết kiệm mô hình pha trộn Vài mô hình nhiều pha khác có chuẩn FLUENT Đối với nhiều ứng dụng nhiều pha cánh bơm, chất lỏng sử dụng + Dòng phản ứng Mô hình phản ứng hóa học, đặc biệt điều kiện chảy rối, quan tâm đặc biệt đặc trưng ưu việt phần mềm FLUENT từ giai đoạn phần mềm hình thành Những mô hình FLUENT khái niệm tiêu tán xoáy, mô hình chuẩn tiêu tan xoáy Các mô loại thể khí, than đá nhiên liệu xăng cháy giải Phần mềm có mô hình để dự báo cho hình thành SOx hình thành NOx phá hủy 1.2 Phần mền Gambit Phần mềm GAMBIT modun xây dựng mô hình hình học tạo lưới FLUENT.Giao diện đơn GAMBIT cho phép đồng thời xây dựng mô hình hình học tạo lưới.Là công cụ tiên tiến cho phép chỉnh sửa chạy lại phương án chạ trước cho nghiên cứu tham số hóa.GAMBIT tổ hợp tính tương thích SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 71 Thủy Điện H’Mun cad,làm mô hình hình học,công cụ phân tích công cụ chia lưới,tạo nên đường dẫn hiệu từ CAD đến công cụ chia lưới chuyên dụng CFD.Là công cụ tiên tiến cho phân tích kỹ thuật.GAMBIT cung cấp số công cụ xây dựng mô hình hình học chia lưới giao diện than thiện với người dung có tính tích hợp cao,linh hoạt.Với GAMBIT,trong nhiều ứng dụng thời gian cần thiết cho tiền xử lý giảm đáng kể.Hầu mô hình xây dựng GAMBIT nhập vào từ CAD/CAE tiếng nào.Sử dụng công nghệ hình học ảo công cụ làm mô hình,mô hình hình học nhập vào nhanh chóng chuyển đổi vào miền dòng chảy cách phù hợp.Một tập hợp công cụ chia lưới tự động hóa cao theo kích thước phần tử đảm bảo lưới tốt đảm bảo cho dù là lưới có cấu trúc,nhiều khối không cấu trúc hay lai tạo.Số lượng đầu đọc CAD phong phú có GAMBIT cho phép bạn nhập vào mô hình hình học vào môi trường chia lưới nó.GAMBIT có công cụ chia lưới tuyệt hảo chuyên cho lớp biên tối ưu hóa lưới bề mặt tường ngăn,vỏ để hỗ trợ mô CFD cách tốt +Các tính sản phẩm: -Dễ sử dụng Giao diện đơn GAMBIT cho phép đồng thời xây dựng mô hình hình học tạo lưới hầu hết cá công nghệ tiền xử lý FLUENT môi trường -Tính tich hợp CAD CAE: GAMBIT nhập vào mô hình hình học phần mềm dạng parasolid,ASIC,Step… Khả mô hình chấp nhận sai hàn gắn mô hình tự động tạo nên mô hình hình học gắn kết lúc mô hình nhập vào -Mô hình hóa nhanh GAMBIT cung cấp tập hợp gọn nhẹ mạnh mẽ công cụ mô hình hóa hình học.Sử dụng công cụ xuất miền dòng chảy từ hình học nhập vào phân chia thông qua toán từ boole đơn giản -Làm mô hình CAD Công cụ làm bán tự động GAMBIT sử dụng để chỉnh sửa chuẩn bị hình học cho công đoạn chia lưới tốc độ cao Lỗ thủng, mặt trùng SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 72 Thủy Điện H’Mun nhau, đặc điểm nhỏ, góc nhọn, tìm nhanh công cụ phong phú cho phép giải vấn đề Chia lưới thông minh Các toán CFD khác yêu cầu kiểu chia lưới khác nhau, GAMBIT cung cấp cho bạn lựa chọn gói phần mềm Công cụ chia lưới GAMBIT cho phép bạn chia mô hình hình học thành lưới lục diện có cấu trúc lưới lục diện cách tự động Lưới tam giác lưới tứ diện tạo độc lập ừong môi trường, với hệ tọa độ Đề Các, lưới hình kim tự tháp đường bao ừong mô hình ghép để chia lưới tự động phân loại kích thước cho phù họp với dạng cong lỗ hổng nhỏ GAMBIT xây dựng để tự động chia lưới kết họp với điều khiển người dùng • Trình tự thực mô a Tạo mô hình không gian GAMBIT b Nhập thông số ban đầu, đặt điều kiện tính toán c Chạy phần mềm FLUENT để tính toán Lưu ý : Việc chạy FLUENT bắt đầu tất liệu cần thiết cung cấp xác Xuất kết mô SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 73 Thủy Điện H’Mun CHƯƠNG : MÔ PHỎNG CHƯƠNG TRÌNH GAMBIT VÀ FLUENT 2.1 Vẽ mô đường ống Gambit: Đường kính ống tính với ống D1=2,7m ống nhánh D2=1,2 dùng biểu tượng tạo khối để mô đường ống rẻ nhánh trước vào tuabin Hình 5.1 Các biểu tượng tạo khối Gambit SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 74 Thủy Điện H’Mun Hình 5.2: Hình dạng không gian ba chiều đường ống sau mô 2.2 Chia lưới đối tượng Sau vẽ đoạn ống rẽ nhánh ta tiến hành chia lưới cho đoạn ống Đầu tiên ta chia lưới cho biên đầu vào inlet đầu outlet, sau chia lưới cho toàn đường ống Việc chia lưới phải chọn độ dày ô lưới thích hợp ô lưới lớn (ít ô lưới) kết sau sau không đảm bảo, ngược lại nhỏ kết tính toán xác việc tính toán diễn thời dài có nhiều phần tử Ta chọn kích thước ô lưới 0.08 m Hình 5.3: Chia lưới cho đối tượng SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 75 Thủy Điện H’Mun Hình 5.4: Hình ảnh ô lưới biên out1 2.3 Tạo dạng biên Biên vào với dạng biên “velocity inlet” biên biên “pressure outlet” Đây cặp biên người sử dụng Fluent sử dụng nhiều mô dòng chảy Hình 5.5: Các dạng biên đường ống 2.4 Tính toán xuất kết fluent 2.4.1 Giá trị biền vào Với đường ống có D1= 2,7 m lưu lượng Q= 27,25 m3/s SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 76 Thủy Điện H’Mun Vậy ta tính vấn tốc đường ống : v 4.Q 4.27, 24   4,76m / s  D12  2,72 Hình 5.6 : Nhập vận tốc biên vào inlet 2.4.2 Chọn phương pháp Fluent dựa phương pháp thể tích hữu hạn để giải hệ phương trình Phương trình bảo toàn khối lượng có dạng:     v    t Trong  khối lượng riêng,  vận tốc Phương trình bảo toàn động lượng có dạng:    v     vv  p       g  F t     Trong p áp suất,  tensor ứng suất, F ngoại lực Các phương trình giải theo phương pháp “semi-implicit pressure linked equations” (SIMPLE) SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 77 Thủy Điện H’Mun Hình 5.7: Chọn phương pháp - Sau nhập vận tốc biên vào chọn phương pháp ta tiến hành chạy thuật toán 2.4.3 Xuất kết Hình 5.8: Kết thể vector không gian SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 78 Thủy Điện H’Mun Hình 5.9: Kết thể vector đoạn rẽ nhánh Hình 5.10: Kết thể vector đoạn nhánh SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 79 Thủy Điện H’Mun Hình 5.11: Kết thể đường dòng pathlines SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 80 Thủy Điện H’Mun TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách hướng dẫn đồ án môn học Nhà máy thủy điện ( Tác Giả: Nguyễn Thanh Hảo) Sách Thiết kế tuyến lượng công trình thủy điện ( NXB: ĐH Xây Dựng) Giáo trình Tuabin thủy lực (NXB: ĐH Thủy Lợi) Sách Thủy điều tiết dòng chảy Sách Thủy văn công trình (NXB: Đại học xây dựng Hà Nội) SVTH:Trần Thanh Tường GVHD: TS Vũ Huy Công 81 ... máy thủy điện H’chan tuyến đập thủy điên H’mun với kết tính toán phù sa tuyến - Số liệu tiết kế công trình thủy điện H’chan lấy theo kết tính toán báo cáo TKKT thủy điện H’chan - Số liệu lũ thiết. .. thống điện Việt Nam Để củng cố hệ thống lại kiến thức học, đồng ý nhà trường hội đồng tốt nghiệp khoa xây dựng Thủy Lợi - Thủy Điện, em giao đề tài tốt nghiệp “ Thiết kế trạm thủy điện H’Mun Thiết. .. 12X2 Khoa: Xây dựng Thủy Lợi -Thủy Điện Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Tên đề tài đồ án: Thiết kế trạm thủy điện H’Mun Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu