Hệ thống thí nghiệm xuất phát từ các thông số yêu cầu thử nghiệm của tua bin mô hình:
- Cột n−ớc thiết kế của tua bin: H = 10 m - L−u l−ợng qua tua bin: Q = 64 l/s - Công suất thiết kế: N = 5 kW - Tua bin tia nghiêng mô hình có các thông số cơ bản: + Đ−ờng kính bánh xe công tác: D1= 250mm
+ Số vòi phun: z0= 2 + Đ−ờng kính dòng tia: d0= 55mm
+ Số vòng quay: n = 500v/ph
Hệ thống thí nghiệm đ−ợc thiết kế và xây dựng có kết cấu nh− hình 28. 1- Bể trữ n−ớc ngầm: dung tích 250 m3.
3 - Bể tạo áp lực: dung tích 10m3, tạo đ−ợc cột n−ớc hình học với sàn thử 11m, có đ−ờng ống xả thừa và l−ới ổn định dòng. Đ−ờng ống φ250 dẫn n−ớc từ bể áp lực cấp cho tua bin và van điều chỉnh l−u l−ợng trong khi thử.
Hình 27. Sơ đồ bố trí hệ thống thí nghiệm
4, 5, 6, 7- Cụm tua bin mô hình và các thiết bị đo trên sàn thí nghiệm (hình 28): Trong đó:
4- Tua bin mô hình tia nghiêng
5- Thiết bị gây tải: Bộ truyền đai và máy phát điện một chiều có công
suất 20kW, điều chỉnh vô cấp công suất bằng dòng kích từ.
6- Thiết bị đo áp suất d−: do hãng HBM (CH LB Đức) chế tạo. Thiết bị này có bộ cảm biến kiểu màng mỏng trên có dán các tenxơ. Nguyên tắc làm việc dựa trên sự thay đổi điện trở của các điện trở đ−ợc dán trên màng mỏng. Sự thay đổi điện trở và biến dạng đ−ợc xác định theo quan hệ:
2 1 3 4, 5, 6, 7 9 10 8
l l k R R = ∆ ∆ τ
áp kế này có thể đo áp suất từ 0 ữ 2 bar với độ chính xác ±0,1%. Giá trị đo có thể đọc trực tiếp trên màn hình hiện số của thiết bị và có thể truyền về máy tính ( tín hiệu analog 4-20mA).
Thiết bị có ký hiệu PE-200.
Hình 28. Cụm các thiết bị và tua bin mô hình thực nghiệm
7- Thiết bị đo mô men và số vòng quay: đ−ợc bố trí trên cùng thiết bị do hãng HBM (CHLB Đức) chế tạo.
Đo mô men: dựa trên nguyên lý đo độ biến dạng của một đoạn trục mẫu nhờ
các cảm biến kiểu tenxơ dán trên đó. Thiết bị có độ chính xác ±0,1%, có thể đo đ−ợc mô men từ 0~200Nm. Giá trị đo có thể đọc trực tiếp trên màn hình hiện số của thiết bị và có thể truyền về máy tính (tín hiệu analog 4-20mA).
Đo vòng quay: làm việc trên nguyên lý đếm xung từ tr−ờng nhờ các cảm biến gắn trên trục quay. Độ chính xác ±0,1%, có thể đo số vòng quay từ 0~10000v/ph. Giá trị đo có thể đọc trực tiếp trên màn hình hiện số của thiết bị và có thể truyền về
4 7
6
Đo Q Đo H Đo M Đo n
Bộ chuyển đổi dữ liệu
Trung tâm xử lý số liệu
Xuất dữ liệu máy tính (tín hiệu digital).
Thiết bị có ký hiệu là T32FN.
8- Thiết bị đo l−u l−ợng: do hãng Siemens (CH LB Đức) chế tạo. Thiết bị đo
dựa trên qui luật cảm ứng điện từ của Pharaday. Khi có dây dẫn chuyển động trong từ tr−ờng cắt các đ−ờng sức, trong dây dẫn cảm ứng một sức điện động tỉ lệ với tốc độ chuyển động của dây dẫn. Nếu ta dùng một chất lỏng dẫn điện chảy qua giữa 2 cực của một nam châm và đo suất điện động sinh ra trong chất lỏng , thì có thể xác định đ−ợc tốc độ dòng chảy hay l−u l−ợng thể tích. Suất điện động này có thể tính theo công thức:
E=B.W.D=4BQ/(πD)
Trong đó:
B: c−ờng độ từ cảm
W: tốc độ trung bình của dòng chảy
D: đ−ờng kính trong của ống dẫn Q: L−u l−ợng thể tích của chất lỏng
L−u l−ợng kế này cho phép đo l−u l−ợng tới 1000 m3/h với sai số 0,5%. Giá trị đo có thể đọc trực tiếp trên màn hình hiện số của thiết bị và có thể truyền về máy tính (tín hiệu analog 4-20mA).
Thiết bị có ký hiệu là 7ME2531φ250. 9- Kênh dẫn n−ớc sau thí nghiệm về bể cấp.
10- Trung tâm thu thập và xử lý số liệu:
Thiết bị chuyển đổi dữ liệu: gồm 16 cổng, có thể thu thập đồng thời 16 thông số đo, đ−a vào máy vi tính để xử lý.
Thiết bị có ký hiệu là DEWEBOOK.
Trong khi thí nghiệm, tất cả các thông số đ−ợc hiển thị trên đồng hồ hiện số đồng thời đ−ợc chuyển về trung tâm thu thập và xử lý số liệu, hiển thị trên màn hình máy tính, ghi lại vào file.xls một cách tức thời tại mỗi thời điểm.
Sơ đồ đo của hệ thống có thể mô tả nh− hình 29.