Người ta sử dụng bộ thí nghiệm xâm thực để xác định các chỉ tiêu về xâm thực, mô hình tuabin dùng trong thí nghiệm xâm thực có đường kính khoảng 250 ÷ 460 mm
Bộ thí nghiệm xâm thực gồm có đường ống dẫn 1, mô hình tuabin 2, máng hạ lưu kiểu kín (thùng chứa kín 3), ống dẫn nước tuần hoàn 4,5 và máy bơm 6. Bộ thí nghiệm kiểu kín với dung tích nước không đổi đảm bảo duy trì mực nước hạ lưu.
Khi tiến hành thí nghiệm, đo các thông số sau : lưu lượng Q đo bằng ống Venturi 7 (đo trị số ∆h), cột nước H đo bằng độ chênh áp ∆H (có cộng thêm cột nước vận tốc trong đường ống 1), công suất N đo bằng máy hãm 8 và cân đo 9, độ chân không ở mặt thoáng thùng chứa 3 đo bằng chân không kế. Bơm chân không 10 tạo chân không trong thùng chứa 3. Để trong quá trình thí nghiệm không sản sinh hiện tượng xâm thực trong máy bơm 6, máy bơm được đặt thấp hơn thùng chứa 3 khoảng 10 ÷ 15 m. Khi cho bộ thí nghiệm làm việc phải gia nhiệt cho nước thí
nghiệm, nhất là khi cần điều chỉnh bơm bằng khoá van đặt ở cạnh máy bơm. Để duy trì nhiệt độ nước dùng ống xoắn gia nhiệt, có khi phải thêm nước ở thùng chứa 3 và xả bớt nước từ đường ống 5. Thông thường bộ thí nghiệm này sử dụng cột nước trong khoảng 20 ÷ 30m. Song để thu nhập số liệu đáng tin cậy, sử dụng bộ thí nghiệm với cột nước tối thiểu 150 ÷ 200m hoặc cao hơn.
Nguyên lý xác định hệ số khí thực như sau : Giữ áp lực nước tại mặt thoáng thùng chứa kín 3 không đổi và bằng p3 (= γH3). Hệ số xâm thực công trình xác định theo công thức : σ = H p H p bh s γ γ3 − − (5-3)
Trong đó : pbh là áp suất hoá hơi của nước ở nhiệt độ thí nghiệm
Hs là khoảng cách từ thùng chứa 3 đến cao độ đặt BXCT tuabin
Thay đổi p3 bằng cách điều chỉnh bơm chân không, ứng với các giá trị p3 tạo ra và nhiệt độ của nước ta có các giá trị σ theo công thức 5-3 trên, tiến hành đo và vẽ các đường quan hệ ηM = f(σ) cho từng độ mở a0 của cánh hướng. Khi giảm hệ số xâm thực công trình σ đến một trị số nào đó thì bắt đầu xuất hiện hiện tượng hiệu suất tuabin giảm rõ rệt do có hiện tượng xâm thực tuabin, ta gọi đó là hệ số xâm thực tới hạn σT ở chế độ đó của tuabin. Do trị số σT tìm được trong thí nghiệm mô hình là lúc đã xảy ra hiện tượng khí thực, nên khi xác định cao trình đặt tuabin phải có độ dự trữ xâm thực trong công thức tính toán. Sử dụng các trị số σT tìm được có thể vẽ được các đường đồng trị số xâm thực trên đường đặc tính tổng hợp chính của tuabin.
5.2 Đường đặc tính của tuabin