Nghiên cứu giải pháp kết cấu và hình dạng tối ưu của tháp điều áp phù hợp với điều kiện địa hình địa chất để nâng cao hiệu quả sử dụng cho trạm thủy điện có đường dẫn áp lực dài

LỜI CAM ĐOAN Học viên xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân học viên Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận văn Nguyễn Viết Quỳnh i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập, nghiên cứu với hướng dẫn tận tình thầy giáo TS Phan Trần Hồng Long PGS TS Lê Xuân Khâm với giúp đỡ thầy cô giáo trường Đại học Thủy Lợi luận văn thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu giải pháp kết cấu hình dạng tối ưu tháp điều áp phù hợp với điều kiện địa hình địa chất để nâng cao hiệu sử dụng cho trạm thủy điện có đường dẫn áp lực dài”đã tác giả hoàn thành thời hạn quy định đảm bảo đầy đủ yêu cầu đề cương phê duyệt Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo TS Phan Trần Hồng Long PGS TS Lê Xuân Khâm tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết cho luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy, giáo Phịng đào tạo đại học Sau đại học, khoa Cơng trình, khoa Năng Lượng - Trường Đại học Thuỷ Lợi tận tình giảng dạy giúp đỡ tác giả suốt trình học tập, trình thực luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp người trước bảo, khích lệ, động viên, ủng hộ nhiệt tình tạo điều kiện, giúp đỡ cho tác giả mặt q trình học tập hồn thiện luận văn Tuy có cố gắng song thời gian có hạn, trình độ thân cịn hạn chế nên luận văn tránh khỏi thiếu sót tồn tại, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp trao đổi chân thành thầy cô giáo, anh chị em bạn đồng nghiệp ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ ix PHẦN MỞ ĐẦU .1 Tính cấp thiết đề tài: .1 Mục đích đề tài: Cách tiếp cận, nội dung phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan cơng trình thủy điện 1.1.1 Tiềm thủy điện Việt Nam 1.1.2 Trữ lý thuyết 1.1.3 Trữ kỹ thuật 1.1.4 Trữ kinh tế ( hay gọi kinh tế - kỹ thuật ) 1.1.5 Các nghiên cứu đánh giá tiềm thủy điện trước 1.1.6 Quy hoạch phát triển điện 1.1.7 Một số nhà máy thủy điện có sử dụng tháp điều áp 13 1.2 Cơng trình tháp điều áp trạm thủy điện đường dẫn dài 14 1.2.1 Công dụng 15 1.2.2 Nguyên lý làm việc tháp điều áp 16 1.2.2.1.Trường hợp giảm tải 16 1.2.2.2 Trường hợp tăng tải 17 1.3 Một số vấn đề nghiên cứu 17 1.3.1 Tháp điều áp kiểu viên trụ 17 1.3.2 Tháp điều áp kiểu viên trụ có màng cản 18 1.3.3 Tháp điều áp kiểu hai ngăn ( có ngăn ngăn ) 18 iii 1.3.4 Tháp điều áp kiểu có máng tràn 18 1.3.5 Tháp điều áp kiểu có lõi (còn gọi kiểu kép hay kiểu sai phân) 18 1.3.6 Tháp điều áp kiểu nén khí 19 1.4 Những vấn đề tồn hướng nghiên cứu luận văn 19 1.4.1 Những tồn trình xây dựng thủy điện Việt Nam 19 1.4.2 Hướng nghiên cứu luận văn 20 1.5 Kết luận 20 CHƯƠNG 2- NGHIÊN CỨU CÁC HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC HỢP LÝ CỦA THÁP ĐIỀU ÁP 21 2.1 Sự làm việc tháp điều áp trình chuyển tiếp trạm thủy điện 21 2.1.1.Quá trình khởi động 21 2.1.2 Quá trình dừng máy 22 2.1.3 Quá trình điều chỉnh cơng suất 23 2.1.4 Quá trình cắt tải 23 2.1.5 Quá trình quay lồng tổ máy 24 2.2 Các tiêu chí lựa chọn tháp điều áp 25 2.2.1 Địa hình địa chất 25 2.2.1.1 Địa hình 25 2.2.1.2 Địa chất 27 2.2.1.3 Nhận xét 29 2.2.2 Các tiêu chí ảnh hưởng tới hình dạng, kích thước 29 2.2.3 Điều kiện xây dựng tháp điều áp 31 2.3 Cơ sở lý thuyết phương pháp tính tốn 31 2.3.1 Phương trình vi phân tháp điều áp 31 2.3.1.1 Phương trình động lực học 31 2.3.1.2 Phương trình liên tục 33 2.3.2 Tính tốn thủy lực tháp điều áp giải tích 34 2.3.2.1 u cầu tính tốn 34 2.3.2.2 Tháp điều áp hình trụ khơng xét tới sức cản thủy lực 35 2.3.2.3 Tháp điều áp hình trụ xét tới sức cản thủy lực 36 2.3.2.4.Tháp điều áp có màng cản 39 iv 2.3.2.5 Tháp điều áp kiểu có máng tràn .41 2.3.3 Phương pháp sai phân hữu hạn ứng dụng tin học giải tốn chế độ khơng ổn định tháp điều áp 41 2.3.3.1 Các phương trình 41 2.3.3.2 Phương pháp sai phân hữu hạn Ơle 43 2.3.3.3 Phương pháp sai phân hữu hạn Ơle - Côsi .44 2.4 Kết luận chương 44 CHƯƠNG - ỨNG DỤNG TÍNH TỐN CHO CƠNG TRÌNH THỰC TẾ 45 3.1 Giới thiệu cơng trình thủy điện Khe Thơi 45 3.1.1 Vị trí cơng trình 45 3.1.2 Cấp cơng trình .46 3.1.3 Cấp động đất tính tốn 47 3.1.4 Tần suất thiết kế 47 3.2 Nhiệm vụ thông số 47 3.2.1 Nhiệm vụ .47 3.2.2 Các thơng số cơng trình 48 3.2.3 Bố trí cơng trình 52 3.2.3.1 Đập tràn 52 3.2.3.2 Đập dâng 52 3.2.3.3 Cống xả cát .53 3.2.3.4 Đường ống xả môi trường 53 3.2.3.5.Cửa lấy nước 54 3.2.3.6 Hầm dẫn nước 54 3.2.3.7 Tháp điều áp .55 3.2.3.8 Nhà máy thủy điện kênh xả 56 3.2.3.9 Trạm phân phối điện 56 3.3 Các yêu cầu vận hành .57 3.4 Lựa chọn tính tốn cho tháp điều áp có kết cấu bổ sung 57 3.4.1 Điều kiện xây dựng tháp 58 3.4.2 Tính tốn 59 3.5 Phân tích kết tính toán .73 v 3.6 Kết luận chương 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 Các kết đạt luận văn 75 Một số vấn đề tồn 75 Các kiến nghị 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình1-1 Phương thức khai thác thủy kiểu đường dẫn 15 Hình 1-2 Sơ đồ đặt tháp điều áp 16 Hình 1-3 Sơ đồ dao động mực nước tháp điều áp 17 Hình 1-4 Tháp điều áp kiểu viên trụ .19 Hình 1-5 Tháp điều áp kiểu viên trụ có màng cản .19 Hình 1-6 Tháp điều áp kiểu hai ngăn 19 Hình 1-7 Tháp điều áp kiểu có máng tràn 19 Hình 1-8 Tháp điều áp kiểu có lõi .19 Hình 1-9 Tháp điều áp kiểu nén khí .19 Hình 2-1 Quá trình khởi động 22 Hình 2-2 Quá trình dừng máy 23 Hình 2-3 Quá trình tăng tải 23 Hình 2-4 Quá trình cắt tải .24 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tiềm lý thuyết sông lớn Bảng 1.2 Tiềm kinh tế kỹ thuật lưu vực sơng Bảng 1.3 Tiềm kinh tế kỹ thuật sông lớn Bảng 1.4 Danh mục dự án nguồn điện vào vận hành giai đoạn 2011-2020 10 Bảng 1.5 Danh mục dự án thủy điện vừa nhỏ 12 Bảng 1.6 Tổng hợp số cơng trình thủy điện xây dựng có sử dụng tháp điều áp 14 Bảng 1.7 Thống kê hình dạng tháp điều áp 19 Bảng 3.1 Cấp công trình 46 Bảng 3.2 Tần suất dòng chảy lớn nhỏ thiết kế cơng trình 47 Bảng 3.3 Bảng thơng số thủy điện Khe Thơi 48 Bảng 3.4 Mực nước tăng lên lớn cắt tải hai tổ máy 61 Bảng 3.5 Tính tốn mực nước thấp tháp điều áp tăng tải tổ máy số 67 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ BNNPTNT Bộ nơng nghiệp phát triển nông thôn BTCT Bê tông cốt thép BTTL Bê tông trọng lực CVC Bê tông đầm rung MNLTK Mực nước lũ thiết kế MNTL Mực nước thượng lưu MNTĐA Mực nước tháp điều áp MNDBT Mực nước dâng bình thường MNC Mực nước chết MSK Medvedev-Sponheuer-Karnik (Thang động đất) QĐ - TTg Quyết định Thủ tướng QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TĐ Thủy điện TTĐ Trạm thủy điện TT Thứ tự ix Tổn thất cột nước dọc đường hầm hd = λ l V2 D 2g l: Chiều dài đường hầm = 1681,62 D: Đường kính đường hầm D= 5m V: Vận tốc đường hầm V= Q = ω 25,16 = 1, 281 m/s  3,14 x52      n: Độ nhám đường hầm: n = 0,016 (tra bảng 7-1 sổ tay tính tốn thủy lực trang 175) 1 16  6 C: Hệ số sêzi:= C = R 64,868 =  n 0, 016   λ λ: Hệ số sức cản dọc đường hầm: = g x9,81 = = 0, 019 C 64,8682 Thay số vào ta có: l V2 1681, 62 1, 2812 hd λ= 0, 019 x x = 0,5348 m = D 2g x9,81 Vậy tổng tổn thất dọc đường qua tuyến hầm : h d = h d1 + h d2 = 0,0574 + 0,5348 = 0,59 m 2.2 Tổn thất cục tuyến hầm h cb hcb = ∑ζ i vi2 = hc ln + hmr + hth 2g Trong đó: 80 h cln : Tổn thất qua cửa lấy nước h cln = 0,0724 m h mr : Tổn thất mở rộng (từ đường kính D = 3,8m đến D = 5m) hmr = ζ mr v2 2g v: Vận tốc đoạn mở rộng D= m v = 1,281 m/s ζ mr : Hệ số tổn thất cục vị trí mở rộng ω   19, 635  − 1= 0.3  0,16 kmr  − 1= ζ=  mr   11,341   ω1  2 k mr : Hệ số chuyển tiếp mở rộng dần (Tra bảng 4-12 sổ tay tính toán thủy lực trang 91) k mr = 0,3 v2 1, 2812 hmr ζ= 0,16 = = 0, 013 m mr 2g x9,81 h th : Tổn thất thu hẹp (từ đường kính D = 5m đến D = 3,8m) hth = ζ th v2 2g v: Vận tốc đoạn thu hẹp D = 3,8 m v = 2,218 m/s 1  ζ th : Hệ số tổn thất cục vị trí thu hẹp= ζ th kth  − 1 ε  k th : Hệ số chuyển tiếp thu hẹp dần (Tra bảng 4-13 sổ tay tính tốn thủy lực trang 92) k th = 0,25 n ε: Hệ số thu hẹp phụ thuộc tỷ số = ω3 11,341 = = 0,577 (ε = 0,656 tra bảng 4-10 sổ ω2 19, 635 tay tính tốn thủy lực trang 90) 2   1  − 1 = 0, 068 ζ th= kth  − 1 = 0, 25  ε   0, 656  v2 2, 2182 hth ζ= 0, 068 = 0, 017 m = th 2g x9,81 Tổn thất cục tuyến hầm là: h cb = 0,0724 + 0,013 + 0,017 = 0,1024 m Vậy tổng tổn thất trước tháp điều áp là: h tt = 0,5922 + 0,1024 = 0,6946 m 81 PHỤ LỤC 3: TÍNH TỔN THẤT SAU THÁP ĐIỀU ÁP 3.1 Tổn thất dọc đường hầm h d Tổn thất cột nước dọc đường hầm xác định theo công thức Đacxi - Vâyxbac l V2 hd = λ D 2g Tổn thất cột nước dọc đường hầm hd = λ l V2 D 2g Trong đó: l: Chiều dài đường hầm l = 199,97 m D: Đường kính đường hầm D= 3,8m V: Vận tốc đường hầm V= Q = 25,16 = 2, 218 m/s  3,14 x3,82      ω n: Độ nhám đường hầm: n = 0,019 (Tra bảng 7-1 sổ tay tính tốn thủy lực trang 175) 1 16  3,8  C: Hệ số sêzi:= C = R 52,183  =  n 0, 019   λ λ: Hệ số sức cản dọc đường hầm: = g x9,81 = = 0, 029 C 52,1832 Thay số vào ta có: l V2 199,97 2, 2182 hd λ= 0, 029 x x = 0,383 m = D 2g 3,8 x9,81 Tổn thất cột nước dọc đường hầm 82 l V2 hd = λ D 2g l: Chiều dài đường hầm = 110 m D: Đường kính đường hầm D= 2,8 m V: Vận tốc đường hầm V= Q = ω 25,16 = 4, 086 m/s  3,14 x 2,82      n: Độ nhám đường hầm: n = 0,019 (tra bảng 7-1 sổ tay tính tốn thủy lực trang 175) 1 16  2,8  C: Hệ số sêzi:= C = R 49,59  =  n 0, 019   λ λ: Hệ số sức cản dọc đường hầm: = g x9,81 = = 0, 032 C 49,592 Thay số vào ta có: l V2 110 4, 0862 hd λ= 0, 032 x x = 1, 069 m = D 2g 2,8 x9,81 Vậy tổng tổn thất dọc đường qua tuyến hầm : h d = h d1 + h d2 = 0,383 + 1,069 = 1,452 m 3.2 Tổn thất cục tuyến hầm h cb hcb= v2 2g ∑ ζ i i= hth + ∑ hng Trong đó: h th : Tổn thất thu hẹp (từ đường kính D = 3,8m đến D = 2,8m) hth = ζ th v: Vận tốc đoạn thu hẹp D = 2,8 m v = 4,086 m/s 83 v2 2g 1  ζ th : Hệ số tổn thất cục vị trí thu hẹp= ζ th kth  − 1 ε  k th : Hệ số chuyển tiếp thu hẹp dần (Tra bảng 4-13 sổ tay tính tốn thủy lực trang 92) k th = 0,25 n ε: Hệ số thu hẹp phụ thuộc tỷ số = ω4 6,157 = = 0,543 (ε = 0,654 tra bảng 4-10 sổ ω3 11,341 tay tính tốn thủy lực trang 90) 1    − 1 = 0, 069 ζ th= kth  − 1 = 0, 25  ε   0, 654  v2 4, 0862 hth ζ= 0, 069 = = 0, 058 m th 2g x9,81 Tổn thất cục tuyến hầm : h cb = 0,058 m Vậy tổng tổn thất sau tháp điều áp là: h ts = 1,1452 + 0,058 = 1,2032 m 84 PHỤ LỤC 4: TÍNH TỔN THẤT VÀO THÁP ĐIỀU ÁP Tổn thất cục tháp vi2 = hth + hng + hmr1 + hmr htcb = ∑ ζ i 2g Trong đó: Tổn thất thu hẹp h th : Tổn thất thu hẹp (từ đường kính D = 3,8m đến D = 2m) hth = ζ th v2 2g v: Vận tốc đoạn thu hẹp D = m v = 0,318 m/s 1  ζ th : Hệ số tổn thất cục vị trí thu hẹp ζ= th  − 1 ε  n ε: Hệ số thu hẹp phụ thuộc tỷ số = ω2 3,14 = = 0, 277 (ε = 0,6202 tra bảng 4-10 sổ ω1 11,341 tay tính tốn thủy lực trang 90) 2  1   − 1 = 0,375 ζ th =  − 1 =  ε   0, 6202  v2 0,3182 hth ζ= 0,375 = = 0, 0019 m th 2g x9,81 Tổn thất góc ngoặt h ng hng = ξ ng v2 2g ξ ng : Hệ số tổn thất chỗ uốn cong ξ ng = ξ90 a ξ90 : Giá trị hệ số sức cản ống ngoặt dần với góc R=20 ξ90 = 0,2633 lấy theo bảng 4-17 Sổ tay tính tốn thủy lực trang 94 a: Hệ số phụ thuộc góc tâm ống ngoặt α = 830 Với α < 900 Xác định theo công thức 4-57 sổ tay tính tốn thủy lực 85 a = sinα = sin 830 = 0,992 2, 21852 v2 0, 2633 x0,992 = 0, 0655 m hng ξ= = ng 2g x9,81 Tổn thất mở rộng h mr1 : Tổn thất mở rộng (từ đường kính D = 2m đến D = 3,8m) hmr = ζ mr v2 2g v: Vận tốc đoạn mở rộng D= 3,8 m v = 0,0882 m/s ζ mr : Hệ số tổn thất cục vị trí mở rộng ω   11,341  =  − 1 =  − 1 = 6,812  ω1   3.1416  ζ mr 0, 08822 v2 6,812 hmr1 ζ= = = 0, 0027 m mr 2g x9,81 Tổn thất mở rộng h mr1 : Tổn thất mở rộng (từ đường kính D = 3,8m đến D = 9m) hmr = ζ mr v: Vận tốc đoạn mở rộng D= m v = 0,0157 m/s ζ mr : Hệ số tổn thất cục vị trí mở rộng ω   63, 617  =  − 1 =  − 1 = 21, 247   ω1   11,341 ζ mr v2 0, 0157 hmr ζ= 21, 247 = = 0, 0003 m mr 2g x9,81 Vậy tổng tổn thất cục vào tháp ứng với Q = m3/s : h cbthv = 0,0019 + 0,0655 + 0,0027 + 0,0003 = 0,0704 m 86 v2 2g PHỤ LỤC 5: TÍNH TỔN THẤT RA THÁP ĐIỀU ÁP Tổn thất cục tháp vi2 = hth1 + hth + hmr + hng htcb = ∑ ζ i 2g Trong đó: Tổn thất thu hẹp h th1 : Tổn thất thu hẹp (từ đường kính D = 9m đến D = 3,8m) hth1 = ζ th v2 2g v: Vận tốc đoạn thu hẹp D = 3,8 m v = 0,0882 m/s 1  ζ th : Hệ số tổn thất cục vị trí thu hẹp ζ= th  − 1 ε  n ε: Hệ số thu hẹp phụ thuộc tỷ số = ω2 11,341 = = 0,1783 (ε = 0,615 tra bảng 4-10 sổ ω1 63, 617 tay tính toán thủy lực trang 90) 2  1   − 1 = 0,392 ζ th =  − 1 =  ε   0, 615  v2 0, 08822 hth1 ζ= 0, 615 = = 0, 0002 m th 2g x9,81 Tổn thất thu hẹp h th2 : Tổn thất thu hẹp (từ đường kính D = 3,8m đến D = 2m) hth v2 = ζ th 2g v: Vận tốc đoạn thu hẹp D = m v = 0,3183 m/s 1  ζ th : Hệ số tổn thất cục vị trí thu hẹp ζ= th  − 1 ε  n ε: Hệ số thu hẹp phụ thuộc tỷ số = ω2 3,1416 = = 0, 277 (ε = 0,6202 tra bảng 4-10 sổ ω1 11,341 tay tính tốn thủy lực trang 90) 87 2  1   − 1 = 0,375 ζ th =  − 1 =  ε   0, 6202  v2 0, 08822 hth ζ= 0,375 = = 0, 0019 m th 2g x9,81 Tổn thất mở rộng h mr : Tổn thất mở rộng (từ đường kính D = 2m đến D = 3,8m) hmr = ζ mr v2 2g v: Vận tốc đoạn mở rộng D= 3,8 m v = 0,0882 m/s ζ mr : Hệ số tổn thất cục vị trí mở rộng ω   11,341  =  − 1 =  − 1 = 6,812  ω1   3.1416  ζ mr v2 0, 08822 hmr1 ζ= 6,812 = 0, 0027 m = mr 2g x9,81 Tổn thất góc ngoặt h ng hng = ξ ng v2 2g ξ ng : Hệ số tổn thất chỗ uốn cong ξ ng = ξ90 a ξ90 : Giá trị hệ số sức cản ống ngoặt dần với góc R=20 ξ90 = 0,2633 lấy theo bảng 4-17 Sổ tay tính tốn thủy lực trang 94 a: Hệ số phụ thuộc góc tâm ống ngoặt α = 970 Với α > 900 Xác định theo công thức 4-58 sổ tay tính tốn thủy lực trang 94 a= 0, + 0,35 α 97 0, + 0,35 = 1, 0772 = 90 90 v2 0, 08822 hng ξ= 0, 2633 x 1, 0772 = = 0, 0711 m ng 2g x9,81 Vậy tổng tổn thất cục tháp ứng với Q = 1m3/s: h cbthr = 0,0002 + 0,0019 + 0,0027 + 0,0711 = 0,0759 m 88 PHỤ LỤC 6: TÍNH TỔN THẤT CHẢY NGƯỢC CỬA LẤY NƯỚC Tổn thất cục qua cửa lấy nước: Bao gồm tổn thất cửa vào, tổn thất qua lưới chắn rác, khe van sửa chữa vận hành hc = ∑ ζ i vi2 2g Trong đó: ζ i : Hệ số tổn thất cục v i : Vận tốc trung bình dịng chảy sau chỗ có sức cản cục bộ, vi = Qi ωi Q i : Lưu lượng qua đường dẫn, Q = m3/s ωi : Tiết diện vị trí tính tốn g: Gia tốc trọng trường 6.1 Tổn thất cửa vào hcv = ζ cv V2 2g ζ cv : Hệ số tổn thất lấy theo sổ tay tính tốn thủy lực trang 92 ζ cv = 0,2 (mép vào thuận) (Tiết diện cửa lấy nước BxH = 4,8 x = 28,8 m2) V: vận tốc qua cửa lấy nước V = 0,035 m/s 0, 0352 V2 0, = 0, 000012 m hcv ζ= = cv 2g x9,81 6.2 Tổn thất qua lưới chắn rác hlcr = ζ lcr V2 2g (Tiết diện lưới chắn rác BxH =4,8x6= 28,8 m2) V: Vận tốc qua lưới chắn rác V= 0,035 m/s s: Chiều dày lưới s=0,01 m b: Khoảng trống hai lưới b= 0.055m β: Hệ số phụ thuộc hình dạng lưới lấy theo bảng 4-31 trang 109 sổ tay tính tốn thủy lực β= 0,76 89 α: Góc tạo thành mặt phẳng nằm ngang lưới chắn rác α= 900 ζ lcr : Hệ số tổn thất qua lưới chắn rác 4  0, 01   s 3 = = x sin 900 0, 078 ζ lcr β=   x sin α 0, 76   b  0, 055  V2 0, 0352 hlcr ζ= 0, 078 = = 0, 0000048 m lcr 2g x9,81 6.3 Tổn thất khe van sửa chữa van vận hành hvan = xζ van V2 2g (Tiết diện van sửa chữa van vận hành BxH=3,8x3,8=14,44 m2) V: Vận tốc qua khe van sửa chữa van vận hành V= 0,069 m/s b n : Chiều rộng khe van b n = 0,3m ζ van : Hệ số sức kháng khe van phẳng phụ thuộc vào độ rộng tương đối khe van tra theo 61Q.P.T.L C-1-75 ( trang 54) ζ van = 0,05 0, 0692 V2 x0, 05 hvan 2= xζ van = = 0, 000024 m 2g x9,81 Vậy tổng tổn thất qua cửa lấy nước ứng với Q = 1m3/s: h cln = h cv + h lcr + h van = 0,000012 + 0,0000048 + 0,000024 = 0,000041 m 90 PHỤ LỤC 7: TÍNH TỔN THẤT CHẢY NGƯỢC TRƯỚC THÁP ĐIỀU ÁP 7.1 Tổn thất dọc đường qua tuyến hầm h d Tổn thất cột nước dọc đường hầm xác định theo công thức Đacxi - Vâyxbac hd = λ l V2 D 2g Tổn thất cột nước dọc đường hầm hd = λ l V2 D 2g Trong đó: l: Chiều dài đường hầm l = 30 D: Đường kính đường hầm D= 3,8m V: Vận tốc đường hầm V= Q = = 0, 088 m/s  3,14 x3,82      ω n: Độ nhám đường hầm: n = 0,019 (Tra bảng 7-1 sổ tay tính tốn thủy lực trang 175) 1 16  3,8  C: Hệ số sêzi:= C = R 52,183  =  n 0, 019   λ λ: Hệ số sức cản dọc đường hầm: = g x9,81 = = 0, 029 C 52,1832 Thay số vào ta có: l V2 30 0, 0882 hd λ= 0, 029 x x = 0, 00009 m = D 2g 3,8 x9,81 91 Tổn thất cột nước dọc đường hầm hd = λ l V2 D 2g l: Chiều dài đường hầm = 1681,62 D: Đường kính đường hầm D= 5m V: Vận tốc đường hầm V= Q = ω = 0, 0509 m/s  3,14 x52      n: Độ nhám đường hầm: n = 0,016 (tra bảng 7-1 sổ tay tính tốn thủy lực trang 175) 1 16  6 C: Hệ số sêzi:= C = R 64,868 =  n 0, 016   λ λ: Hệ số sức cản dọc đường hầm: = g x9,81 = = 0, 019 C 64,8682 Thay số vào ta có: l V2 1681, 62 0, 05092 hd λ= 0, 019 x x = 0, 00084 m = D 2g x9,81 Vậy tổng tổn thất dọc đường qua tuyến hầm : h d = h d1 + h d2 = 0,00009 + 0,00084 = 0,00093 m 7.2 Tổn thất cục tuyến hầm h cb hcb = ∑ζ i vi2 = hc ln + hmr + hth 2g Trong đó: 92 h cln : Tổn thất qua cửa lấy nước h cln = 0,000041 m h mr : Tổn thất mở rộng (từ đường kính D = 3,8m đến D = 5m) hmr = ζ mr v2 2g v: Vận tốc đoạn mở rộng D= m v = 0,0509 m/s ζ mr : Hệ số tổn thất cục vị trí mở rộng ω   19, 635  − 1= kmr  − 1= ζ=  0.3  mr  0,16  11,341   ω1  2 k mr : Hệ số chuyển tiếp mở rộng dần (Tra bảng 4-12 sổ tay tính tốn thủy lực trang 91) k mr = 0,3 v2 0, 05092 hmr ζ= 0,16 = = 0, 000021 m mr 2g x9,81 h th : Tổn thất thu hẹp (từ đường kính D = 5m đến D = 3,8m) hth = ζ th v2 2g v: Vận tốc đoạn thu hẹp D = 3,8 m v = 0,0882 m/s   ζ th : Hệ số tổn thất cục vị trí thu hẹp= ζ th kth  − 1 ε  k th : Hệ số chuyển tiếp thu hẹp dần (Tra bảng 4-13 sổ tay tính tốn thủy lực trang 92) k th = 0,25 n ε: Hệ số thu hẹp phụ thuộc tỷ số = ω3 11,341 = = 0,577 (ε = 0,656 tra bảng 4-10 sổ ω2 19, 635 tay tính tốn thủy lực trang 90) 2   1  − 1 = 0, 068 ζ th= kth  − 1 = 0, 25  ε   0, 656  v2 0, 08822 hth ζ= 0, 068 = = 0, 000027 m th 2g x9,81 Tổn thất cục tuyến hầm là: h cb =0,000041+ 0,000021+ 0,000027= 0,000089 m Vậy tổng tổn thất trước tháp điều áp ứng với Q = 1m3/s: h tt = 0,00093 + 0,000089 = 0,001019 m 93 94 ... ? ?Nghiên cứu giải pháp kết cấu hình dạng tối ưu tháp điều áp phù hợp với điều kiện địa hình địa chất để nâng cao hiệu sử dụng cho trạm thủy điện có đường dẫn áp lực dài? ??đã tác giả hoàn thành thời... Thống kê hình dạng tháp điều áp Hình 1-4 Tháp điều áp kiểu viên trụ Hình 1-5 Tháp điều áp kiểu viên trụ có màng cản Hình 1-6 Tháp điều áp kiểu hai ngăn Hình 1-7 Tháp điều áp kiểu có máng tràn Hình. .. dẫn nước từ tháp vào turbin 15 Hình 1-2 Sơ đồ đặt tháp điều áp 1- Tháp điều áp phía thượng lưu; 2- Tháp điều áp phía hạ lưu; 3- Nhà máy thủy điện; 4- Đường hầm dẫn nước áp lực; 5- Đường ống áp