Nghiên cứu sử dụng phần mềm mô phỏng số ANSYS-Fluent để phân tích và đánh giá phân bố tổn thất trong các khối vùng của một tổ máy thuận nghịch bơm –tuabin trong hai chế độ bơm và tuabin. Bài toán ổn định 3 chiều (3D) trên mô hình rối k-ε được sử dụng. Tổ máy mô hình mô phỏng bao gồm các khối như buồng xoắn, lưới cánh hướng, bánh công tác, ống hút ra và khoảng trống giữa các khối.
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐÁNH GIÁ PHÂN BỐ TỔN THẤT QUA CÁC KHỐI VÙNG CỦA TỔ MÁY THUẬN NGHỊCH BƠM -TUABIN BẰNG MÔ PHỎNG SỐ 3D Nguyễn Thị Nhớ Trường Đại học Thủy lợi Tóm tắt: Nghiên cứu sử dụng phần mềm mơ số ANSYS-Fluent để phân tích đánh giá phân bố tổn thất khối vùng tổ máy thuận nghịch bơm –tuabin hai chế độ bơm tuabin Bài toán ổn định chiều (3D) mơ hình rối k-ε sử dụng Tổ máy mơ hình mơ bao gồm khối buồng xoắn,lưới cánh hướng, bánh công tác, ống hút khoảng trống khối Kết mô cho thấy vận hành bơm, vùng bánh công tác chiếm 56,2%, tiếp sau cánh hướng ống hút với 18,56% 12,87%, tổn thất rò rỉ lưu lượng chiếm tỷ lệ thấp với 2,63%; vận hành tuabin, tỷ lệ tổn thất thủy lực bánh công tác chiếm tỷ lệ nhiều 59,13%, sau vùng buồng xoắn với 11,69% Những kết có ý nghĩa việc dự báo đặc tính thủy lực dịng chảy hiệu chỉnh thiết kế máy Từ khóa: bơm - tuabin, bơm, tuabin, CFD, thủy điện tích Summary: This paper uses numerical simulation with ANSYS-Fluent software to analyze and estimate the loss distributions in the cell-zones of a reversible hydraulic machine that is called Pump as Turbine (PaT) in modes: pump and turbine The steady three-dimensional problem (3D) is considered on k-ε turbulence model The cell-zones consists of spiral casing (hcas), guide vanes (hvan), impeller (him), a draft tube (hdr) and a space between zones (hspa) Numerical results show that in the pump mode, the impeller zone accounts for 56.2%, followed by the vanes and draft tube with 18.56% and 12.87% Leakage losses accounts for the lowest rate with 2.63% In the turbine mode, the ratio of hydraulic losses of the impeller still accounts for the largest proportion of 59.13%, followed by the spiral casing zone with 11.69% This is also the initial results and has significant in predicting the hydraulic characteristic curves and designing of this kind of machine in Vietnam Keywwords: Pump, Turbine, Pump as Turbine, CFD, Pumped-storage hydropower GIỚI THIỆU CHUNG * Bơm-Tuabin (Pump as Turbine, viết tắt PaT) thiết bị thủy lực có khả làm việc hai chế độ bơm tuabin, ứng dụng rộng rãi nhà máy thủy điện tích từ năm 1950 Cơng trình thuỷ điện tích tích lượng nước nhu cầu điện thấp vào ban đêm (chế độ bơm) sử dụng nguồn lượng tích để phát điện, đáp ứng nhu cầu phủ đỉnh (chế độ tuabin) Do đó, điều chỉnh cân cung cấp - nhu cầu giảm Ngày nhận bài: 29/4/2020 Ngày thông qua phản biện: 20/5/2020 88 khoảng cách nhu cầu đỉnh nhu cầu thấp điểm biểu đồ phụ tải Loại máy PaT định nghĩa lần vào năm 1931 Thoma Kittredge [1] kết nối đặc tính máy bơm, họ nhận máy bơm hoàn toàn vận hành cách hiệu chế độ tuabin Sau đó, số nghiên cứu thực nghiệm tiến hành để khảo sát đặc tính bơm chế độ tuabin có số vịng quay đặc trưng ns thấp [2, 3], kết máy bơm có Ngày duyệt đăng: 02/6/2020 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 60 - 2020 KHOA HỌC thể vận hành tốt tuabin mà khơng có vấn đề khí xảy Tuy nhiên, bơm vận hành chế độ tuabin, chiều dòng chảy bị đảo ngược nên phân bố tổn thất PaT khác so với bơm thông thường Tổn thất thủy lực nói chung có quan hệ trực tiếp với hình học, cấu trúc, kích thước phân bố dịng chảy máng cánh Nhìn chung, để tính tốn tổn thất profile cánh (gồm tổn thất chảy bao lưới cánh dòng chất lỏng thực tổn thất lực cản áp suất sinh từ chèn dịng ngồi lớp biên) cần phải giải toán lớp biên Có nhiều phương pháp tính tốn giải tích, tích phân, phương pháp số phương pháp mơ hình rối Mỗi phương pháp có cách đặt vấn đề giải riêng, mục đích cuối đánh giá tổn thất thủy lực xác Trong trường hợp khơng có sẵn kết thực nghiệm, đường cong đặc tính tuabin thường xác định từ tương quan thống kê từ mơ hình bơm [4, 5] Các năm sau đó, nghiên cứu tài liệu [6-9] cố gắng dự báo đường cong lượng từ việc tính tốn xác thành phần cột nước lý thuyết, thành phần tổn thất vấn đề thủy lực theo đặc tính hình học máy Các kết cho thấy, so sánh với chế độ tuabin chế độ bơm xuất nhiều vấn đề thủy lực vấn đề dòng quẩn dòng xoáy máng cánh làm việc xa điểm thiết kế hay vấn đề trượt chiều dày số cánh hữu hạn Thêm vào đó, xuất phận cột trụ cánh hướng nên dòng chảy bơm bị xáo động đáng kể so với bơm thông thường Với tốc độ quay cố định, bơm làm việc hiệu vị trí cột nước (H) lưu lượng (Q) định Khi làm việc điểm thiết kế, loạt tượng dòng chảy vấn đề thủy lực xảy làm giảm mạnh hiệu suất trung bình máy Các nghiên cứu mô thực nghiệm tài liệu [10, 11] thực để CÔNG NGHỆ đánh giá phân bố tổn thất vùng khác Kết cho thấy tổn thất vùng bánh công tác vùng buồng xoắn chiếm tỉ trọng lớn, tổn thất phần ống hút phụ thuộc vào điều kiện dịng chảy, giá trị nhỏ bỏ qua Trong nghiên cứu khác Jasmina đồng nghiệp (Jasmina, Dragica, & Dragan, 2014), mô số 3D thực để nghiên cứu tượng tổn thất vùng cánh hướng bơm-tuabin mơ hình hoạt chế độ bơm Kết tập trung vào chế hình thành phát triển khơng ổn định dịng chảy Qua nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng tổn thất đến hiệu suất máy PaT Nhìn chung, vấn đề tính tốn đánh giá phân bố tổn thất khu vực tổ máy PaT vận hành thuận nghịch thách thức lớn với nhà nghiên cứu Các nghiên cứu lý thuyết dạng máy chưa công bố đầy đủ, rõ ràng, khó áp dụng với đặc thù máy Đa số kết giới loại máy thực mô số thực nghiệm Tuy nhiên, việc nghiên cứu thử nghiệm Việt Nam có nhiều khó khăn Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng phương pháp mô số 3D phần mềm ANSYSFluent để tính tốn đánh giá tổn thất khối vùng máy PaT có tỷ tốc ns thấp (hình 1) hai chế độ bơm tuabin Các khối vùng bao gồm: (1) Vùng buồng xoắn – hcas; (2) Vùng cột trụ cánh hướng nước- hvan : Đây vùng mà lượng chuyển đổi phức tạp ảnh hưởng dòng rối gây Về kết cấu, vùng không gian nơi bố trí cánh hướng nước cánh hướng dịng Các giá trị tổn thất cục tổn thất kỳ dị lớn; (3) Vùng bánh xe công tác- him: Vùng liên quan đến tổn thất dọc đường qua cánh Việc tối ưu vùng đạt thơng qua khảo sát hình dáng cánh, chiều cao, chiều dày cánh; (4) Vùng ống hút - hdr: Vùng cửa (trong chế độ tuabin) vùng cửa vào (trong chế độ bơm); (5) Khoảng trống TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 60 - 2020 89 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ khối hspa 2.THÔNG SỐ MÁY VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Thông số hình học máy thuận nghịch PaT Hình 1: Các khối vùng tính tốn tốn thất PaT Trong nghiên cứu này, thông số ban đầu lấy theo thơng số mơ hình thực nghiệm tương tự cho Trạm thủy điện tích Phù n Đơng gồm với số vòng quay đồng n=600 vòng/phút, lưu lượng thiết kế bơm 0,067m3/s cột nước bơm 9m Khi số vịng quay đặc trưng bơm 104 Sau đó, thơng số hình học máy thiết kế chi tiết tài liệu [13], kết được thể hình bảng Trong Z số cánh, D đường kính, b bề rộng máng cánh, βB góc đặt cánh, e chiều dày cánh, số vị trí mép vào bơm, số mép bơm Bảng 1: Các thơng số hình học PaT Z D1(m) D2 (m) b1(m) b2 (m) β1B (o) β2B(o) e1=e2(mm) 0,23 0,42 0,054 0,04 25 30 2.2 Phương pháp nghiên cứu vùng tổng thể hệ thống PaT Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng phần mềm CFD (Computational Fluid Dynamics) – tính tốn động lực học chất lưu có trợ giúp máy tính để giải tốn CFD cơng cụ hiệu để dự đoán hiệu suất, đánh giá phân bố vận tốc, áp suất dễ dàng xác định tổn thất thủy lực qua phận dẫn dòng Miao [14], Olimstad [15] Xuhe [16] kết hợp công cụ CFD với lý thuyết tối ưu để thiết kế biên dạng cánh cho máy PaT có ns thấp Kết cho thấy hiệu suất tăng cường gần 3% hai mơ hình Các nghiên cứu Yang [17], kết tài liệu [18] mơ 3D để phân tích đánh giá vấn đề thủy lực xảy PaT vận hành hai mơ hình, đồng thời dự báo tỷ lệ giá trị thành phần tổn thất khối 2.3 Thiết lập tốn mơ 3D 90 2.3.1 Mơ hình rối Trong nghiên cứu này, mơ hình rối k -ε lựa chọn để tính tốn mơ hình đầy đủ tương đối đơn giản với độ xác tốt Đây mơ hình bán thực nghiệm dựa phương trình chuyển động rối với lượng động học rối k tỷ lệ khuyếch tán ε Mơ hình k -ε sử dụng hai giả thiết quan trọng dịng chảy rối hồn tồn bỏ qua ảnh hưởng độ nhớt phân tử Với dịng rối hai phương trình, phương trình liên tục phương trình động lượng viết lại sau [19]: ( ui ) 0 xi TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 60 - 2020 (1) KHOA HỌC ( ui u j ) x j u u j ul [( i ij )] ( ui' u 'j ) xi xi x j xi xl x j x j Với u’i uj’ mạch động (chênh lệch vận tốc tức thời vận tốc trung bình) Hai phương trình khơng đủ kín để giải tất ẩn ta phải tìm thêm phương trình liên ( ku i ) x i k t x j k x j ( u i ) xi x j t CÔNG NGHỆ (2) quan để khép kín thành hệ phương trình giải Trong mơ hình k–ε, phương trình thêm vào theo giả thiết độ nhớt rối Boussinesq ta sau: G k G b Y M S k 2 C1 (G k C 3 Gb ) C 2 S k k (3) (4) Trong đó: Gk số thể phụ thuộc hình thành lượng rối động học (k) vào biến thiên vận tốc trung bình sau: Gk .u'i u' j u j (5) xi Gb xác định sau: Gb g i (6) t T Pr t x i Trong đó: Prt - số Prantl; Gi - thành phần gia tốc trọng trường theo phương i; β- hệ số giãn nở nhiệt môi trường; YM - hệ số thể biến thiên trình giãn nở so với giá trị trung bình Y M M t2 (7) Mt-số Mach rối: Mt (8) k a2 a - vận tốc âm thanh; µ - hệ số nhớt rối t C u k2 (9) Các hEquation \* ARABIC \s ên trình giãn nở so với g C 1 1, 44 ; C 1, 92 ; C , 09 ; k 1, ; 1,3 Kết hợp phương trình (11) (2) ta hệ phương trình khép kín đủ để giải trường phân bố vận tốc (10) 2.3.2 Chia lưới điều kiện biên Lưới có cấu trúc sử dụng cho tồn miền TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 60 - 2020 91 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ tính tốn bao gồm vỏ (buồng xoắn), cánh hướng cánh tĩnh, bánh công tác ống hút (Hình 2) Tất phần nối với thông qua mặt phân cách chất lỏng (interface) Để thơng tin tính tốn phần truyền tải xác, lưới mặt phân cách làm mịn Tồn q trình xây dựng lưới thực phần mềm TurboGrid Bảng cho thấy thông số lưới vùng tương ứng Lưới chọn thông qua kiểm tra độ hội tụ lưới Hình 2: Lư Hình \* ARABIC ố lưvùng tiêu bih Bảng Thông s hình h s lưnh chia Vùng Suàđiuà Ph146 Bánh công tác 179732 164754 Cánh hướng cánh cố định 865648 814535 Buà cánh c 57565 297722 Ốuà cánh c Tuà 43567 174201 146 512 451 212 Hình 3: Điều kiện biên cho mơ PaT Hình mô tả điều kiện biên áp đặt cho tốn mơ hoạt động chế độ bơm 92 tuabin Điều kiện biên “velocity inlet” sử dụng cửa vào ống hút (chế độ bơm) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 60 - 2020 KHOA HỌC cửa vào buồng xoắn (chế độ tuabin) Điều kiện biên “pressure outlet” sử dụng cửa vào buồng xoắn (chế độ bơm) cửa vào ống hút (chế độ tuabin) với áp suất tĩnh áp đặt không (P = 0Pa) Điều kiện biên lăn không trượt áp đặt tường rắn hàm biên rắn tiêu chuẩn (standard wall function) sử dụng để tính tốn lượng động dòng rối tần số tiêu tán dòng rối biên tường rắn Liên kết vận tốc – áp suất giải thơng qua thuật CƠNG NGHỆ toán SIMPLE Hạng tử đối lưu xấp xỉ sai phân tiến (upwind), hạng tử khuếch tán xấp xỉ sai phân trung tâm bậc 2.3.3 Tính tốn cột nước tổn thất qua khối vùng từ kết mô Cột nước bánh cơng tác hai mơ hình xác định từ chênh lệch áp suất tổng mặt cắt cửa vào cửa bánh công tác phương trình (11) (11) no p c ni p c2 no ni H ci Ai / ci Ai ci Ai / ci Ai i 1 i1 i1 g 2g i i1 g 2g i out in Trong đó, ni no số nút vùng tính tốn mặt cắt cửa vào ra, Ai (m2) diện tích nút thứ i, p (Pa) tổng áp suất, c (m/s) vận tốc tuyệt đối, g (m/s2) gia tốc trọng trường, ρ (kg/m3) khối lượng riêng nước a) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết phân bố dịng chảy chế độ tuabin b) c) Hình 4: Phân bố đường dòng áp suất tổ máy PaT Hình 4a hình 4b thể phân bố vận tốc trường dòng hệ thống PaT lưu lượng thiết kế Kết cho thấy dịng chảy thuận, khơng có đột biến, khơng tạo xốy, dòng chảy vào thuận, vận tốc tăng dần theo chiều dòng chảy cho thấy biến đổi dần lượng từ sang động bề mặt cánh Hình 4c thể phân bố áp suất tĩnh dọc theo phận qua nước tuabin máng cánh Nhìn chung, phân bố áp suất vùng BCT tương đối đều, có vùng mép vào cột trụ với buồng xoắn có va đập dịng chảy dẫn đến hình thành vùng áp suất tăng cục Khi vận hành vùng thiết kế, phân bố áp suất BCT đối xứng với giảm dần từ áp suất cao (màu đỏ cam) đầu vào bánh công tác đến áp suất thấp TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 60 - 2020 93 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ (màu xanh) đầu (miệng hút) bánh công tác Tại đầu vào bánh công tác, giá trị áp suất trung bình P2 = 100 690Pa áp suất trung bình mặt cắt cửa P1 = 417Pa Hình trình bày chi tiết véc tơ vận tốc máng cánh BCT, cánh van cửa tuabin Kết cho thấy vận tốc khu buồng xoắn lớn, đạt xấp xỉ 8m/s Trong vùng bánh công tác, độ lớn vận tốc tuyệt đối cao đầu vào 9,5m/s đầu 3,4m/s So sánh phân bố vận tốc chế độ vận hành với lưu lượng thấp cao Kết cho thấy vùng lưu lượng thấp xuất xoáy qua vùng cánh hướng cột trụ vùng lưu lượng cao, dịng bị tách thành Chính điều làm tăng tổn thất dẫn đến hiệu suất bị suy giảm Hình 5: Phân bố chi tiết véctơ vận tốc máng cánh BCT, cánh van cửa tuabin 3.2 Ktuabin phân bổ rachi tivB chrachi ti a) b) c) Hình 6: Phân bố đường dịng vận tốc chế độ bơm Hình 7: Phân bố thành vận tốc tương đối W vận tốc kinh tuyến Cm dọc theo máng cánh vị trí lát cắt trung bình 50% điểm thiết kế Hình 6a hình 6b thể phân bố ba chiều đường dòng chất lỏng chảy từ phần lưới cánh bánh công tác sang vùng cánh hướng 94 Nhìn tổng thể, phân bố cho thấy đường dòng bám tốt theo biên dạng cánh khơng xuất dịng quẩn hay tách thành Điều TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 60 - 2020 KHOA HỌC chứng tỏ, điểm lưu lượng thiết kế Qtk, PaT hoạt động chế độ bơm cho chế độ dịng chảy tốt Hình 6c cho thấy mặt cắt trung bình (50% bề rộng cánh) véc tơ vận tốc vùng lưới cánh có hướng phía vùng cánh hướng (nằm phía bên phải lưới cánh) khơng xuất véc tơ vận tốc chuyển động ngược lại Điều chứng tỏ dịng chảy vùng bánh cơng tác tốt vùng trung gian Hình cho thấy phân bố giá trị vận tốc thành phần vận tốc W Cm Kết cho thấy vận tốc tương đối lớn đạt 6,8m/s vận tốc kinh tuyến đạt 2,2m/s vùng cánh 3.5 h-im h-spa h-dr 3.0 CƠNG NGHỆ bánh cơng tác So sánh với nghiên cứu gần (Jasmina, Dragica, & Dragan, 2014; Xiao, Zhu, Wang, & Zhang, 2016) cho thấy phân bố vận tốc máng cánh nghiên cứu hợp lý Không giống hoạt động tuabin, bơm không thiết kế với cánh hướng để điều chỉnh chế độ dịng chảy vào bánh cơng tác Trong điều kiện lồng tốc hoạt động điểm thiết kế, thành phần vận tốc tương đối (cm) trở nên mạnh vùng mép vào cánh, tạo nên “vòng nước” ngăn cản dòng chảy bánh công tác cánh hướng 3.3 Đánh giá phân bố tgiá phân bh tgiá phân bh h“v h-cas h-van h-Sum 2.63 Đơn vị (%) 12.87 2.5 18.56 56.20 h(m) 2.0 1.5 1.0 4.21 5.54 0.5 h-im h-van 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 q = Q/QBEP h-cas h-dr h-spa h- Leg b) Tỷ lệ phân bố tổn thất điểm thiết kế (QBEP) a) Đánh giá tân bhơn tgiá tân bhh Hình 8: Đánh giá tổn thất chế độ bơm 3.0 h-im h-van h-cas h-dr h-spa h-Sum 11.31 2.5 h (m) Đơn vị (%) 3.20 2.0 7.92 6.74 1.5 11.69 59.13 1.0 0.5 0.0 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 h-im h-cas h-spa h-van h-dr h- Leg q = Q/ QBEP b) Tỷ lệ phân bố tổn thất điểm thiết kế (QBEP) Hình 9: Đánh giá tổn thất chế độ tuabin a) Đánh giá tổn thất chế độ bơm TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 60 - 2020 95 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Hình Hình so sánh phân bố tổn thất khối vùng khác vận hành bơm tuabin điểm Q khác điểm thiết kế QBEP Năm thành phần tổn thất bao gồm tổn thất thủy lực buồng xoắn (hcas), khối van (hvan), khoảng trống (hspa) (khoảng trống khối), bánh công tác (him), ống hút (hdr) thể Kết cho thấy: Trong vận hành bơm (Hình 8): Tổn thất vùng bánh công tác lớn nhất, chiếm gần 56,2%, tiếp sau cánh hướng ống hút với 18,56% 12,87% Tổn thất rò rỉ chiếm tỷ lệ thấp với 2,63% Những kết tương đối phù hợp với kết công bố Rawal Kshirsagar [9], Li [11] Yang [21] Trong vận hành tuabin (Hình 9) đưa kết so sánh tổn thất khối vùng theo thay đổi lưu lượng điểm thiết kế Tỷ lệ tổn thất thủy lực bánh công tác chiếm tỷ lệ nhiều 59,13%, sau vùng buồng xoắn với 11,69% Hình 10: So sánh tỷ lệ phân bố tổn thất vận hành bơm tuabin điểm thiết kế Hình 10 so sánh tỷ lệ phân bố tổn thất qua khối vùng vận hành bơm tuabin Nhìn chung cho thấy tổn thất thủy lực vùng bánh công tác lớn nhất, chiếm 50% vận hành bơm tuabin Trong chế độ bơm, tổn thất bánh cơng tác lớn với 56,2%, sau tổn thất vùng van (18,6%), vùng ống hút 12,9% Trong chế độ tuabin, sau tổn thất vùng 96 BCT lớn với 59,13% lại vùng buồng xoắn với 11,69% Vùng van chiếm 7,92% thấp nhiều so với vận hành bơm (18,6%) Tổn thất rò rỉ hai mơ hình xấp xỉ chiếm tỷ lệ nhỏ KẾT LUẬN Bài báo sử dụng mơ số 3D để tính toán đánh giá phân bố tổn thất qua khối vùng cho tổ máy PaT có ns =104 điểm thiết kế hai chế độ bơm tuabin, kết cho thấy: Phân bố tổn thất: Nhìn chung, tổn thất thủy lực vùng bánh công tác lớn nhất, chiếm 50% hai chế độ bơm tuabin Trong chế độ bơm, tổn thất bánh công tác lớn với 56,2%, sau tổn thất vùng van (18,6%), vùng ống hút 12,9% Trong chế độ tuabin, sau tổn thất vùng BCT lớn với 59,13% lại vùng buồng xoắn với 11,69% Vùng van chiếm 7,92% thấp nhiều so với vận hành bơm (18,6%) Tổn thất rị rỉ hai mơ hình xấp xỉ chiếm tỷ lệ nhỏ Ý nghĩa đề xuất cho nghiên cứu tiếp theo: Sử dụng mô số 3D cho phép đánh giá nhanh trực quan vấn đề thủy lực xảy vận hành máy PaT, điều mà nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm khó làm Các kết nghiên cứu sử dụng để dự báo khả làm việc công suất, cột nước hiệu suất máy, điều tạo điều kiện thuận lợi việc lựa chọn máy PaT cho cơng trình cụ thể Ngồi ra, kết phân bố tổn thất gợi ý cho ta thấy việc cải thiện thiết kế biên dạng cánh để giảm tổn thất quan trọng để nâng cao hiệu suất máy, việc thiết kế biên dạng cánh hướng buồng xoắn có ý nghĩa quan trọng khơng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 60 - 2020 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] D Thoma and C Kitteredge , "Centrifugal pupms operated under abnomal condition," power , 1931 [2] H Nautiyal , V Kumar and S Yadav , "Experimental investigation of centrifugal pump working as turbine for small hydropower systems," Energy Science and Technology, 2011 [3] N Raman, Hussein and K Palanisamy, Artists, An experimental investigation of pump as turbine for micro hydro application [Art] Foo Department of Mechanical Engineering, Universiti Tenaga Nasional (UNITEN) [4] F J Gülich, "Turbine operation, general characteristics," in Centrifugal Pumps, Second edition, Springer Heidelberg Dordrecht London New York, ISBN 978-3-642-12823-3, 2010, pp 717-734 [5] R S Stelzer and R N Walters, Estimating reversible pump-turbine characteristic, United States: Engineerng and reseach center Bureau of reclamtion Denver , 1977 [6] H Bing, L Tan and L Lu, "Prediction method of impeller performance and analysis of loss mechanism for mixed-flow pump," Science China Technological Sciences, vol 55, no 7, pp 1989-1994, 2012 [7] F J Gülich, Centrifugal Pumps, Second edition, Springer Heidelberg Dordrecht London New York, ISBN 978-3-642-12823-3, 2010 [8] F Buse, "Using centrifigal pumps as hydraulic turbines," Chem eng 1981:113-7, pp 818, 2005 [9] S Rawal and J T Kshirsagar, "Numerical simulation on a pump operaing in a turbine mode," in Proceeding of the twenty-third international pump users symposium, India, 2007 [10] Y SunSheng, C Wang, K Chen and X Yu, "Research on blade thickness influencing Pump as Turbine," Advances in Mechanical Engineering, pp 1-8, 2014 [11] W.-G Li, "Effects of viscosity on turbine mode performance and flow of a low specific speed centrifugal pump," Applied Mathematical Modelling, vol 1, no 23, pp 5-20, 2015 [12] B B Jasmina, M R Dragica and S M Dragan, "Pumps used as turrbines power recovery, energy efficiency, CFD analysis," Thermal science, vol 18, no 3, pp 1030-1038, 2014 [13] N T Nguyễn, "Nghiên cứu ảnh hưởng số thơng số hình học bánh cơng tác đến đặc tính làm việc máy thuận nghịch bơm – tuabin ns thấp," Luận án tiến sĩ, Hà Nội, 2019 [14] L D Lê, "Tính tốn thiết kế bánh công tác bơm ly tâm," Bơm, quạt cánh dẫn, Hà Nội, Nhà xuât Bách Khoa, Hà Nội, 2011, pp 120-130 [15] G Olimstad, T Nielsen and B Børresen, "Dependency on Runner Geometry for ReversiblePump Turbine Characteristics in Turbine Mode of Operation," Journal of Fluids Engineering, vol 134, no 12, pp 1-7, 2007 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 60 - 2020 97 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ [16] D Massinissa, N D Guyh and G Walid, "Numerical identification of key design parameters enhancingthe centrifugal pump performance: impeller,impeller-volute, and impellerdiffuser," ISRN Mechanical Engineering, pp 1-16, 2011 [17] Sun-Sheng Yang, Chao Wang, Kai Chen and Xin Yu, "Research on Blade Thickness Influencing Pump as Turbine," Advances in Mechanical Engineering, pp 1-8, 2014 [18] S Derakhshan , B Mohammadi and A Nourbakhsh , "Incomplete sensitivities for 3D radial turbomachinery blade optimization.," Comput Fluids 37: 1354–1363, pp 1354-1362, 2008 [19] "http://www.ansys.com," 2015 [Online] [20] Y Xiao, W Zhu, Z Wang and J Zhang, "Analysis of the internal flow behavior on S-shaped regionof a Francis pump turbineon turbine mode," International Journal for Computer Aided Engineering and Software, vol 33, no N0, pp 543-561, 2016 [21] S S Yang, Y Y KongFY, H ChenH and X Su, "Effects of blade wrap angle influencing a pump as turbine," ASMEJ Fluids Eng, vol 134, no 6, pp 1-8, 2012 98 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 60 - 2020 ... Q/QBEP h-cas h-dr h-spa h- Leg b) Tỷ lệ phân bố tổn thất điểm thiết kế (QBEP) a) Đánh giá tân bhơn tgiá tân bhh Hình 8: Đánh giá tổn thất chế độ bơm 3.0 h-im h-van h-cas h-dr h-spa h-Sum 11.31... 1.1 1.2 1.3 1.4 h-im h-cas h-spa h-van h-dr h- Leg q = Q/ QBEP b) Tỷ lệ phân bố tổn thất điểm thiết kế (QBEP) Hình 9: Đánh giá tổn thất chế độ tuabin a) Đánh giá tổn thất chế độ bơm TẠP CHÍ KHOA... pháp mô số 3D phần mềm ANSYSFluent để tính tốn đánh giá tổn thất khối vùng máy PaT có tỷ tốc ns thấp (hình 1) hai chế độ bơm tuabin Các khối vùng bao gồm: (1) Vùng buồng xoắn – hcas; (2) Vùng