Download miễn phí Chuyên đề Nghiên cứu tua bin nghiêng phục vụ phát triển thủy điện nhỏ ở Việt Nam



Lời nói đầu
Chương I. Mở đầu 2
1.1. Đặt vấn đề. 2
1.2. Phương pháp nghiên cứu. 2
Chương II. Tổng quan về tua bin tia nghiêng 3
2.1. TBTN của hãng GILKES. 4
2.2. TBTN do Trung Quốc sản xuất. 6
2.3. Một số thông tin khác. 8
2.4. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng TBTN ở Việt Nam. 8
Chương III. Cơ sở lý thuyết và các kết quả nghiên cứu tBTN 9
3.1. Cơ sở lý thuyết TBTN. 9
3.1.1. Tác động tương hỗ giữa dòng tia và tấm bản.9
3.1.2. Lý thuyết đơn giản của TBTN.14
3.2. Thiết kế TBTN. 17
3.2.1. Biên dạng phần dẫn dòng của TBTN.18
3.2.2. Thiết kế bộ phận hướng dòng (vòi phun).22
3.2.3. Bộ phận lái, cắt dòng.27
3.2.4. Dòng tia tự do trong không khí.28
3.2.5. Nghiên cứu, thiết kế bánh xe công tác.29
3.2.6. Vỏ tua bin.33
3.2.7. Bố trí các bộ phận cơ bản của TBTN.33
3.3. Chọn kết cấu tổ máy, số vòi phun. 34
3.4. Phương pháp thiết kế TBTN. 36
3.4.1. Chọn các kích thước cơ bản.36
3.4.2. Xây dựng chương trình tính các thông số chính của TBTN.38
Chương IV. Nghiên cứu thực nghiệm tBTN 43
4.1. Hướng nghiên cứu TBTN.43
1.1. Vòi phun. 43
4.1.2. Bánh xe công tác. 43
4.1.3. Tương quan giữa vòi phun và bánh công tác.43
4.2. Thiết kế TBTN mô hình.44
4.2.1. Lựa chọn kết cấu.44
4.2.2. Lựa chọn kích thước, thông số cơ sở TBTN mô hình.44
4.2.3. Tính toán các thông số cơ bản của TBTN mô hình.44
4.2.4. Thiết kế bánh xe công tác.45
4.2.5. Lựa chọn vòi phun.46
4.3. Mô hình hoá tua bin. 47
4.4. Thực nghiệm tua bin mô hình. 49
4.4.1. Hệ thống thí nghiệm.49
4.4.2. Thí nghiệm tua bin mô hình53
4.5. Xây dựng đặc tính tổng hợp chính của tua bin mô hình. 60
4.6. Các kết luận rút ra từ thực nghiệm. 63
Kết luận 65
Tài liệu tham khảo 67
Phụ lục 68
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-12-10-chuyen_de_nghien_cuu_tua_bin_nghieng_phuc_vu_phat.5MgREDDf79.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-48893/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

t¨ng mËt ®é c¸c ®−êng ®ã.
§Ó t×m vÞ trÝ chÝnh x¸c cña c¸c ®−êng dßng dùa vµo c¬ së lý thuyÕt ®· nªu trªn,
ta lËp b¶ng tÝnh to¸n nh− b¶ng (2).
B¶ng 2
Sè
®−ên
g
dßng
r
mm
∆S
mm
r
∆S
r
∆S
tb
∆n
mm
∆Fi=
tbS
rn ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
∆∆
mm
∆Fi=
∑∆Fi
i-1
mm
δ(∆Fi)=
∆Fi-∆Ftb
mm
δ(∆n)i=
δ(∆Fi)
r
∆S tb
δ(∆n)i
∆n
100%
S0
S1
S2
.
.
.
Sn
TÝnh to¸n b¶ng 2 cho tõng ®−êng vu«ng gãc n-n vµ thay ®æi vÞ trÝ c¸c ®−êng
dßng sao cho gi¸ trÞ ∆Fi däc theo ®−êng vu«ng gãc n-n lµ b»ng nhau. Sai sè cña c¸c
gi¸ trÞ nµy ký hiÖu lµ δ(∆Fi)=∆Fi-∆Ftb. Trong ®ã gi¸ trÞ trung b×nh ∆Ftb
tÝnh theo c«ng thøc:
1−
∆=∆ ∑
i
F
F itb
Tõ ®ã cÇn ph¶i chuyÓn dÞch ®−êng dßng mét kho¶ng c¸ch lµ δ(∆n), chiÒu
dÞch chuyÓn phô thuéc vµo dÊu δ(∆n). TÝnh δ(∆n) theo c«ng thøc:
tb
i
i
S
r
Fn
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
∆
∆=∆ )()( δδ
Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n vµ dÞch chuyÓn c¸c ®−êng dßng kÕt thóc khi sù sai lÖch
gi÷a hai lÇn tÝnh to¸n cuèi cïng cßn l¹i:
Nghiªn cøu tua bin tia nghiªng phôc vô ph¸t triÓn thñy ®iÖn nhá ë viÖt nam ®Ò tµi kc07 - 04
ViÖn Khoa häc Thñy lîi 25
%53%100.)( ÷=∆
∆
n
n iδ
Sau khi dùng ®−îc c¸c ®−êng dßng, ta t×m tr−êng vËn tèc cña dßng theo c¸c
c«ng thøc (3.45), (3.47) vµ lËp thµnh b¶ng (3).
B¶ng 3
§−êng dßng
S0 S1 …. Si
§−ên
g
vu«n
g gãc
2π∑Fi=
n
S
r ∆∆∑π2
∑∆=∆Φ iF
Q
π2
∆S
m
Cm
m/s
∆S
m
Cm
m/s
∆S
m
Cm
m/s
∆S
m
Cm
m/s
0-0
1-1
2-2
.
.
.
j-j
Sau khi cã kÕt qu¶ ë b¶ng (3) ta vÏ ®å thÞ quan hÖ Cm= f(S).
Dùng ®−êng dßng ®¼ng thÕ cã thÓ thùc hiÖn trªn m¸y vi tÝnh.
X©y dùng ®−êng dßng cña vßi phun nãi chung lµ khã kh¨n vµ phøc t¹p. Do
®ã ®Ó ®¸nh gi¸ mét c¸ch t−¬ng ®èi chÊt l−îng c¸c ph−¬ng ¸n vßi phun ng−êi ta cã
thÓ tÝnh to¸n vµ x©y dùng c¸c ®−êng cong cña sù thay ®æi diÖn tÝch tiÕt diÖn däc theo
trôc vßi phun khi c¸c ®é më kh¸c nhau. §Ó tÝnh to¸n c¸c diÖn tÝch tiÕt diÖn cÇn x©y
dùng c¸c mÆt c¾t kinh tuyÕn cña ®−êng dÉn n−íc vßi phun ë mét sè ®é më. Sau ®ã
trªn tõng mÆt c¾t dùng mét sè ®−êng ®¼ng thÕ gÇn ®óng. C¸c mÆt cong ®¼ng thÕ
trong kh«ng gian ®−îc thay thÕ bëi c¸c mÆt c«n th¼ng, khi ®ã diÖn tÝch F sÏ lµ:
F = xx da π (3.49)
Trong ®ã: ax lµ chiÒu dµi c«n th¼ng
dx ®−êng kÝnh chÝnh gi÷a h×nh c«n.
C¸c trÞ sè : ax, dx ®−îc x¸c ®Þnh trùc tiÕp trªn h×nh vÏ (xem h×nh 15).
Sau ®ã x©y dùng ®−êng quan hÖ F = f(l), l lµ kho¶ng c¸ch tõ mÆt ph¼ng ®i
qua gi÷a h×nh c«n ®Õn mÆt ph¼ng cöa ra cña vßi phun.
Nghiªn cøu tua bin tia nghiªng phôc vô ph¸t triÓn thñy ®iÖn nhá ë viÖt nam ®Ò tµi kc07 - 04
ViÖn Khoa häc Thñy lîi 26
Th«ng th−êng ë vÞ trÝ ®ãng vµ ë ®é më nhá, diÖn tÝch tiÕt diÖn biÕn ®æi t−¬ng
®èi ®Òu, theo chiÒu t¨ng ®é më ë ®o¹n gi÷a cña c¸c ®−êng cong cã vïng biÕn ®æi
víi gradien nhá h¬n. Do ®ã ph¶i lµm sao cho sù gi¶m gradien côc bé nµy kh«ng lín.
Nh÷ng nghiªn cøu trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y cho thÊy khi dßng ch¶y ë cöa ra
bÞ nÐn sÏ cho dßng tia gän vµ Ýt bÞ tãe n−íc. Gãc c«n cµng lín dßng ch¶y bÞ nÐn
cµng nhiÒu. Nh−ng khi t¨ng gãc c«n cña èng vßi phun sÏ lµm cong m¹nh ®−êng
dßng vµ do ®ã g©y thªm tæn thÊt thñy lùc vµ nh− vËy ®−êng kÝnh vßi phun ph¶i t¨ng
lªn. Ngµy nay gãc c«n cña èng vßi phun vµ van kim ®−îc xem lµ tèi −u lµ
γ/α=600/450, γ/α=800/540 vµ γ/α=850/600.
H×nh 16. Biªn d¹ng vßi phun γ/α=800/540
Tõ s¬ ®å dßng ch¶y thÕ ta cã thÓ biÕt ®−îc sù ph©n bè vËn tèc theo bÒ mÆt
van kim cô thÓ lµ däc theo ®−êng dßng S0 (h×nh 15), b»ng ph−¬ng tr×nh Bernuli cã
thÓ t×m ®−îc sù ph©n bè ¸p lùc:
Pi= ⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −
gH
CH i
2
1
2
γ (3.50)
Trong ®ã: H lµ cét n−íc ë cöa vµo vßi phun. TÝch ph©n nã ta cã lùc däc trôc
thñy ®éng t¸c dông lªn van kim:
Ps= ∫ max02 d idrpπ (3.51)
Trong ®ã: dmax lµ ®−êng kÝnh lín nhÊt cña van kim. Khi vßi phun ë vÞ trÝ
®ãng, lùc däc trôc t¸c dông lªn van kim (kh«ng kÓ diÖn tÝch cÇn ®Èy) lµ:
Ps=o= H
d γπ
4
max
2
(3.52)
Nghiªn cøu tua bin tia nghiªng phôc vô ph¸t triÓn thñy ®iÖn nhá ë viÖt nam ®Ò tµi kc07 - 04
ViÖn Khoa häc Thñy lîi 27
3.2.3. Bé phËn l¸i, c¾t dßng.
Bé phËn l¸i (c¾t) dßng cã chøc n¨ng l¸i dßng ra ngoµi kh«ng t¸c dông vµo
BCT khi dõng tua bin ®Ó tr¸nh va ®Ëp sãng va trong ®−êng èng. Trong qu¸ tr×nh
®iÒu chØnh kÐp, khi ë chÕ ®é lµm viÖc æn ®Þnh, bé phËn l¸i, c¾t dßng kh«ng ch¹m tíi
dßng tia. Nh−ng ®Ó cho khi c¾t t¶i c¬ cÊu l¸i dßng cã thÓ tham gia vµo qu¸ tr×nh ®iÒu
chØnh cµng nhanh cµng tèt, c¹nh c«ng t¸c cña nã ph¶i n»m kh«ng xa mÆt dßng tia.
Do ®−êng kÝnh dßng tia thay ®æi tïy thuéc vµo vÞ trÝ cña van kim, ®Ó hßa hîp vÞ trÝ
cña bé phËn l¸i dßng víi vÞ trÝ cña van kim trong hÖ thèng ®iÒu chØnh TBTN ng−êi
ta sö dông c¸c liªn kÕt ®Æc biÖt.
§Ó tÝnh to¸n c¸c liªn kÕt cÇn ph¶i biÕt quan hÖ ®−êng kÝnh dßng tia víi hµnh
tr×nh van kim. NÕu ®−êng ®Æc tÝnh l−u l−îng Q = f(s) cña vßi phun ®· biÕt th× quan
hÖ d0 = f(s) dÔ dµng t×m ®−îc nhê c«ng thøc x¸c ®Þnh d0 qua l−u l−îng.
§Ó tÝnh to¸n c¸c thµnh phÇn cña hÖ thèng ®iÒu chØnh cÇn ph¶i biÕt hµm quan
hÖ cña c«ng suÊt dßng ch¶y t¸c dông lªn BCT vµ m« men thñy lùc t¸c dông lªn bé
phËn l¸i dßng víi vÞ trÝ cña nã khi ®é më cña bé phËn h−íng dßng kh¸c nhau. Trong
qu¸ tr×nh chÕ t¹o bé phËn l¸i dßng, c¸c quan hÖ nµy ®−îc x¸c ®Þnh gÇn ®óng b»ng
®å gi¶i.
X¸c ®Þnh trÞ sè m« men thñy lùc khi bé phËn l¸i dßng lµm viÖc (h×nh 17). Bé
phËn l¸i dßng ®−îc chÕ t¹o vµ ®−a vµo dßng tia sao cho ë chç tiÕp xóc ®Çu tiªn cña
dßng tia víi mÆt cña bé phËn l¸i dßng gãc θi gÇn víi 00.
Do ®ã toµn bé dßng tia bÞ l¸i chØ cã mét mµ kh«ng ph¶i hai h−íng chuyÓn
®éng. Khi tÝnh to¸n gi¶ thiÕt r»ng h−íng nµy trïng víi h−íng cña tiÕp tuyÕn víi biªn
d¹ng cña bé phËn l¸i dßng t¹i cöa ra.
NÕu trôc X h−íng song song víi trôc dßng tia cßn trôc Y h−íng lªn trªn vµ
gèc täa ®é trïng víi trôc quay cña bé phËn l¸i dßng ta cã:
Px= ( )ig
QC θγ ′− cos1 ; Py= ig
QC θγ ′sin
Tæng hîp lùc P = 22 yx pp + ®Ó x¸c ®Þnh m« men thñy lùc cÇn biÕt ®iÓm
®Æt cña tæng hîp lùc, cã thÓ lÊy gÇn ®óng ®iÓm nµy lµ ®iÓm n»m ë chÝnh gi÷a phÇn
dßng ch¶y cña mÆt bé phËn l¸i dßng (ki) trªn h×nh (17), khi ®ã:
Mtl=Pxyi - Pyxi (3.53)
Nghiªn cøu tua bin tia nghiªng phôc vô ph¸t triÓn thñy ®iÖn nhá ë viÖt nam ®Ò tµi kc07 - 04
ViÖn Khoa häc Thñy lîi 28
H×nh 17. VÞ trÝ cña bé phËn l¸i dßng
Khi x¸c ®Þnh biªn d¹ng cña bé phËn l¸i dßng vµ chän vÞ trÝ trôc quay cña nã
sao cho gi¸ trÞ m« men thñy lùc kh«ng lín (cho phÐp gi¶m c«ng suÊt vµ t−¬ng øng
kÝch th−íc m¸y tiÕp lùc)
3.2.4. Dßng tia tù do trong kh«ng khÝ.
Sau khi ra khái vßi phun, dßng tia chuyÓn ®éng tù do trong m«i tr−êng kh«ng
khÝ tr−íc khi ®i vµo BCT. C¸c nghiªn cøu cho thÊy r»ng, ngay sau khi ra khái vßi
phun, dßng tia ®¹t ®−îc diÖn tÝch nhá nhÊt cña m×nh vµ sau ®ã më réng ra. Sù më
réng dßng tia ®−îc gi¶i thÝch lµ do søc c¶n cña kh«ng khÝ ®· lµm chËm chuyÓn ®éng
cña nã. BÒ mÆt ngoµi cña dßng tia bÞ gi¶m cét ¸p (h×nh 17).
H×nh 18. BiÓu ®å ph©n bè ¸p lùc c¾t ngang dßng tia
Tõ lý thuyÕt vÒ tÇng giíi h¹n, V. Sulgin coi dßng tia tr¬n kh«ng khuyÕch t¸n
®· chØ ra r»ng ma s¸t n−íc vµ kh«ng khÝ rÊt nhá, cã thÓ qua. Nh÷ng vïng låi lâm cña
θi’
θi
Nghiªn cøu tua bin tia nghiªng phôc vô ph¸t triÓn thñy ®iÖn nhá ë viÖt nam ®Ò tµi kc07 - 04
ViÖn Khoa häc Thñy lîi 29
biÓu ®å vËn tèc theo biªn «ng gi¶i thÝch bëi sù xuÊt hiÖn dÊu vÕt cña c¸c tÇng giíi
h...

---