2.3 Thiết kế mặt cắt kinh tuyế n Phõn tớch ảnh hưởng của một số thụng số hỡnh
2.3.4 Ảnh hưởng gúc tới δ và gúc đặt cỏnh β1B
Hỡnh 2.15 cho thấy ảnh hưởng của gúc đặt cỏnh 1B đến hiệu suất, cụng suất và cột
nước của chế độ bơm và tuabin tại điểm thiết kế với cỏc thụng số khỏc khụng đổi (Z=10; D1=0,23m; D2=0,42m; b1= 0,054m; b2=0,04m; 2B=30o
; e1=e2=3mm). Như
cú thể thấy, xu thế ảnh hưởng của 1B trong cả hai chế độ là tương đối giống nhau.
Trong vựng giỏ trị của 1B từ 24o đến 29o, hiệu suất của bơm và tuabin đều là tốt nhất. Khi tăng giỏ trị 1B, giỏ trị cột nước đều cú xu thế giảm trong khi cụng suất trục khụng thay đổi nhiều. Khi 1B tiếp tục lấy quỏ lớn hoặc lấy quỏ nhỏ (1B <18o hoặc 1B >35o) thỡ cỏc đường cong hiệu suất của cả bơm và tuabin sẽ giảm nhanh ngoài vựng thiết kế (hỡnh 2.16).
Trong vận hành chế độ tuabin (hỡnh 2.16), gúc 1B được hiểu là gúc đặt cỏnh tại cửa ra của BCT. Khi gúc đặt cỏnh 1B tăng từ 15o đến 35o, lưu lượng tại điểm BEP
ηP (% ) QP (m3/h) QT (m3/h) ηT (% )
tăng từ 97% đến 105%; hỡnh dỏng của cỏc đường cong η(Q) trở nờn dốc hơn. So với chế độ bơm, chế độ tuabin bị ảnh hưởng nhiều hơn, cỏc đường cong hiệu suất thay đổi nhiều về cả giỏ trị lẫn hỡnh dỏng vận hành khi giỏ trị 1B thay đổi.
Hỡnh 2.15 Ảnh hưởng của 1B đến hiệu suất, cụng suất và cột nước của chế độ bơm và tuabin tại điểm thiết kế
a) Chế độ bơm b) Chế độ tuabin
Hỡnh 2.16 Ảnh hưởng của của 1B trong vận hành chế độ bơm và tuabin
Trong chế độ bơm, giỏ trị của 1B tuy khụng ảnh hưởng nhiều đến cột nước lý thuyết nhưng ảnh hưởng rất nhiều đến tổn thất của. Khi 1B được thiết kế quỏ nhỏ
hoặc quỏ lớn tổn thất va đập đầu cỏnh và tổn thất xoỏy phỏt triển mạnh, điều này dẫn đến hiệu suất giảm mạnh như (hỡnh 2.16a). Trong vựng lưu lượng nhỏ (nhỏ hơn 85% lưu lượng thiết kế) thỡ khi 1B thay đổi, cỏc đường cong hiệu suất bơm khụng thay đổi
0 5 10 15 20 25 30 58 63 68 73 78 83 88 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35 38 41 44 H (m ); P (k W ) η( % ) β1B( độ) Vựng chọn QP (m3/h) ηP (% ) QT (m3/h) ηT (% )
nhiều. Tuy nhiờn khi lưu lượng lơn hơn (từ 85% Q thiờt kế) thỡ một sự thay đổi nhỏ của 1B sẽ làm thay đổi hỡnh dỏng của đường cong hiệu suất. Khi 1B càng tăng từ 15o
đến 35othỡ điểm BEP càng tăng 100% đến 120% (cú nghĩa điểm cực đại cú xu thế dịch sang phải), hỡnh dỏng của đường cong η(Q) trở nờn phẳng hơn với xu thế tăng
về giỏ trị.
Đỏnh giỏ về gúc đặt cỏnh tại mộp 1 (β1B) cho thấy trong chế độ bơm, β1B ảnh hưởng ớt đến cột nước lý thuyết mà ảnh hưởng nhiều đến cỏc thành phần tổn thất. Khi lấy
β1B thiờn lớn, hiệu suất sẽ tăng do tiết diện lưu thụng tăng, độ vừng profile giảm, tức
là profile cỏnh suụn hơn nờn tổn thất cũng giảm. Như vậy, nếu chọn β1B thiờn lớn thỡ càng cú lợi nhưng nếu chọn β1B lớn quỏ, khụng hợp lý sẽ gõy ra va đập dũng chảy với
cỏnh dẫn ở lối vào của BCT. Trong chế độ nghịch (tuabin), β1B được hiểu là gúc đặt
cỏnh tại cửa ra, và cú ảnh hưởng nhiều đến cột nước lý thuyết theo phương trỡnh (2-23). Cỏc nghiờn cứu của tỏc giả Hoàng Thị Bớch Ngọc [43], Lờ Danh Liờn [44], Vừ Sỹ Huỳnh và Nguyễn Thị Xuõn Thu [45] trờn cỏc mụ hỡnh bơm và tuabin độc lập cho thấy giỏ trị tối ưu của β1B là xấp xỉ nhau. Yang [46] chỉ ra vựng giỏ trị tối ưu của β1B nờn trong khoảng 20-30o thỡ hiệu suất trung bỡnh của mỏy là tốt nhất.