2.1 Cơ sở lý thuyết để dự bỏo đặc tớnh của bơm-tuabin khi vận hành trong chế
2.1.2 Tớnh toỏn cỏc thành phần tổn thất hloss
Khi bơm vận hành trong chế độ tuabin, chiều dũng chảy bị đảo ngược nờn phõn bố tổn thất của PaT sẽ rất khỏc so với cỏc bơm thụng thường. Một vài nghiờn cứu trong cỏc tài liệu [10, 12, 17, 18] đó đưa ra cỏc mụ hỡnh tổn thất theo hai chiều và cú sự so sỏnh phõn bố tổn thất trong cỏc khối vựng khỏc nhau. Tổn thất thủy lực núi chung cú
quan hệ trực tiếp với hỡnh học, cấu trỳc, kớch thước và phõn bố dũng chảy trong mỏng cỏnh. Trong cỏc trường hợp khụng cú sẵn cỏc kết quả thực nghiệm, cỏc đường cong đặc tớnh của tuabin thường được xỏc định từ cỏc tương quan thống kế từ mụ hỡnh bơm [16, 28]. Nhỡn chung, để tớnh toỏn tổn thất profile cỏnh (gồm tổn thất chảy bao lưới cỏnh bởi dũng chất lỏng thực và tổn thất do lực cản ỏp suất sinh ra từ sự chốn dũng ngoài của lớp biờn) cần phải giải bài toỏn lớp biờn. Cú nhiều phương phỏp tớnh toỏn như giải tớch, tớch phõn, phương phỏp số và phương phỏp mụ hỡnh rối. Mỗi phương phỏp cú cỏch đặt vấn đề và giải quyết riờng, nhưng mục đớch cuối cựng là đỏnh giỏ được tổn thất thủy lực chớnh xỏc nhất.
Trong nghiờn cứu này, tỏc giả sẽ tớnh toỏn tổn thất theo cỏc khối vựng như trong hỡnh 2.5 và bảng 2.1. Đõy là kết quả của sự phõn tớch và kế thừa cỏc cụng thức cơ bản trong nhiều tài liệu của cỏc nghiờn cứu trước đú, qua đú cũng đó dự đoỏn được cỏc thành phần tổn thất trong hai chế độ. Cỏc thành phần tổn thất xảy ra trờn suốt chiều dài đường đi của chất lỏng từ cửa vào đến cửa ra của hệ thống PaT cú thể được liệt kờ như bảng 2.1.
Hỡnh 2.5 Cỏc khối vựng tớnh toỏn tốn thất trong PaT
Vựng 1: Vựng buồng xoắn – hcas
Vựng 2: Vựng cửa vào cỏnh hướng nước- hvan : Đõy là vựng mà năng lượng chuyển
đổi rất phức tạp dưới những ảnh hưởng của dũng rối gõy ra. Về kết cấu, vựng khụng gian này là nơi bố trớ cỏc cỏnh hướng nước và cỏnh hướng dũng. Cỏc giỏ trị tổn thất cục bộ và tổn thất kỳ dị lớn. Chớnh vỡ vậy, vựng này cú ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của thiết bị và cần được khảo sỏt.
Vựng 3: Vựng cửa vào BXCT - him: Đõy là vựng quan trọng nơi mà sự tối ưu cú
thể đạt được, đặc biệt khi cú sự hiệu chỉnh gúc vào, gúc ra của cỏnh cũng như hỡnh dạng mộp vào và mộp ra của profile cỏnh.
Vựng 4: Vựng thõn cỏnh BXCT- him: Vựng này liờn quan đến tổn thất dọc đường
Vựng 1 Vựng 2
Vựng 3 Vựng 4
qua cỏnh. Việc tối ưu vựng này cú thể đạt được thụng qua khảo sỏt hỡnh dỏng cỏnh, chiều cao, chiều dày của cỏnh.
Vựng 5: Vựng cửa ra của BXCT+ Vựng ống hỳt - hdr: : Với tuabin, gúc đặt cỏnh
khụng ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất nhưng với chế độ bơm nú cú ảnh hưởng rất lớn khụng chỉ đến hiệu suất mà cả chất lượng khớ thực. Do đú, việc thiết kế hợp lý gúc đặt cửa vào và cửa ra cú ý nghĩa quan trọng để đạt được mục tiờu của luận ỏn.
Bảng 2.1 Bảng tổng cỏc thành phần tổn thất trong hệ thống PaT
Tổn thất thủy lực trong bỏnh cụng tỏc - him
- Tổn thất ma sỏt của dũng chất lỏng với cỏnh dẫn hfr
- Tổn thất tại những vị trớ uốn cong hbend
- Tổn thất mở rộng từ từ (chế độ bơm) - Tổn thất co hẹp từ từ (chế độ tuabin) - Tổn thất co hẹp đột ngột - Tổn thất mở rộng đột ngột hge hgc hsc hse - Tổn thất va đập đầu cỏnh hin - Tổn thất dũng quẩn hrec - Tổn thất phõn tỏn do dũng loe (dũng cụn) và độ dày của cỏnh hdif - Tổn thất dũng xoỏy hcir Tổn thất do bộ phận dẫn dũng
- Tổn thất thủy lực buồng xoắn - Tổn thất thủy lực cỏnh hướng - Tổn thất thủy lực vựngkhoảng trống - Tổn thất thủy lực trong ống hỳt hcas hvan hspa hdr
Tổn thất ma sỏt đĩa - Tổn thất ma sỏt đĩa trong BCT hdisk
Tổn thất lưu lượng - Tổn thất lưu lượng trong vựng BCT - Tổn thất lưu lượng trong cỏc khe rónh
Qleg hleg