Tải bản đầy đủ
CHƯƠNG 5: THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH VÀ ĐẶC TÍNH CỦA TUA BIN NƯỚC

CHƯƠNG 5: THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH VÀ ĐẶC TÍNH CỦA TUA BIN NƯỚC

Tải bản đầy đủ

Mặc dù các phơng pháp tính toán thủy lực thờng dùng hiện nay để
thiết kế tuabin không ngừng đợc bổ sung và hoàn thiện nhng muốn
thu đợc một cách đầy đủ các đặc tính của tuabin phai thông qua
thí nghiệm. Phơng ơháp tính toán thủy lực theo lý thuyết chỉ cho
phép nghiên cứu và đề xuất ra một số phơng án hình dạng phần nớc
qua của các tuabin. Còn việc phân tích, so sánh và chọn phơng án
tối u trong số các phơng án nói trên chỉ thực hiện đợc trên cơ sở các
kết quả số liệu của thí nghiệm mô hình. Nhờ kết quả của các thí
nghiệm này có thể chỉnh lí thành các đờng đặc tính mô hình, từ
đó xây dựng thành các đờng đặc tính khác của tuabin thực tế.
Thí nghiệm tuabin có thể đợc tiến hành trong phòng thí nghiệm
hay ngoài hiện trờng. Thí nghiệm tuabin ở ngoài hiện trờng tuy có
thể phản ánh đúng tình hình làm việc thực tế của tuabin nhng chi
phí thí nghiệm tốn kém và không thể nghiên cứu đầy đủ các điều
kiện làm việc có thể có của tuabin. Thí nghiệm mô hình chia ra hai
loại: thí nghiệm năng lợng và thí nghiệm khí thực. Thí nghiệm đầu
dùng để xác định hiệu suất của tuabin khi tuabin cha bị khí thực,
còn thí nghiệm sau dùng để xác định hệ số khí thực của tuabin.
Thiết bị thí nghiệm năng lợng thờng đợc tiến hành với các mẫu có đ
ờng kính D1M = 250(180) ữ 400(800)mm còn thí nghiệm khí thực
thì D1M bé hơn D1M = 250 ữ 350mm.

Hình 6.1 là sơ đồ nguyên lí giá thí nghiệm năng lợng.
Sơ đồ này gồm có bể thợng lu 1, hạ lu 2, bể chứa 3 và máy
bơm 4. Mẫu thí nghiệm đợc lắp giữa hai bể nói trên, ở
đây cần đảm bảo các điều kiện tơng tự về hình học của
buồng tuabin và ống hút. Khi làm việc, nớc từ bể 1 chảy
qua tuabin vào bể hạ lu 2, ở đây lu lợng Q đợc đo bằng
đập tràn thành mỏng tam giác vuông 6. Sau khi qua khỏi
đập tràn, nớc chảy về bể chứa 3 và từ đó nớc đợc máy bơm
bơm vào bể thợng lu 1 theo một hệ thống cấp nớc tuần
hoàn.Máng tràn 7 lắp trong bể 1 có tác dụng duy trì mức
nớc trong bể 1 không thay đổi, lợng nớc thừa ra trong bể
này sẽ đợc tháo về bể chứa 3. Lới ổn định 7 có nhiệm vụ
ổn định dòng nớc trớc khi chảy vào tuabin, còn lới ổn
định 9 thì có tác dụng làm lặng nớc để đo lu lợng qua
đập tràn thành mỏng mà bằng phơng pháp thể tích
(thùng đong) sẽ bảo đảm đo lu lợng với độ chính xác cao
hơn. Cột nớc thí nghiệm ở giá này có thể thay đổi từ
2ữ 5m.

Đờng cong chỉ sự liên hệ giữa hai thông số của tuabin, còn có các
thông số khác coi nh không đổi, gọi là đờng đặc tính tuyến
tính của tuabin. Đối với tuabin điều chỉnh đơn (tâm trục, cánh
quạt) thì các thông số khác không đổi gồm có 3 biến số, còn đối
với tuabin điều chỉnh kép (cánh quay,chéo trục) thì gồm 4 biến
số. Các dạng cơ bản của đờng đặc tính tuyến tính của tuabin
cho ở hình 6.5. Trong đó, hình 6.5a là đờng đặc tính tuyến
tính cột nớc , N = f(H) chỉ sự liên hệ giữa hiệu suất(hoặc công
suất) với cột nớc làm việc của tuabin khi đờng kính nớc làm việc
của tuabin khi đờng kính D1; độ mở a0 và số vòng quay n không
đổi; hình 6.5b là đờng đặc tính tuyến tính số vòng quay chỉ
sự liên hệ giữa công suất (hiệu suất v.v....) với số vòng quay khi
D1, a0, H không đổi; hình 6.5c là đờng đặc tính tuyến tính lu l
ợng , N, a0=f(Q) chỉ sự liên hệ giữa hiệu suất (hoặcN, a 0) với lu l
ợng tuabin khi D1,n,H=const; còn hình 6.5d là đờng đặc tính
tuyến tính công suất(còn gọi là đờng đặc tính công tác ) chỉ
sự liên hệ giữa hiệu suất, độ mở a 0 và các thông số khác với công
suất tuabin khi D1, n, H=const.
Nh vậy, tên của đờng đặc tính tuyến tính đợc gọi theo tên của
biến số độc lập, chẳng hạn để dơn giản gọi đờng =f(H) là đờng
đặc tính cột nớc (H là biến số độc lập).

2.

Đờng đặc tính tổng hợp vận hành
Đờng đặc tính tổng hợp vận hành là dờng đặc tính
tổng hợp của tabin thực làm việc ở nhà máy thuỷ điện. Nó
là đờng biểu diễn các đờng cong:
- Đờng đồng hiệu suất =f(N, H), hình 6.9
- Đờng đồng chiều cao hút Hs=f(N, H) ), hình 6.10
- Đờng giới hạn công suất theo máy phát và tuabin khi đ
ờng kính bánh xe công tác D1 và tốc độ quay n của tuabin
là hằng số. Trong hệ toạ độ N,H. Đờng đặc tính này giúp
cho ngời vận hành xác định các chế đọ làm việc của
tuabin, xác định các thông số tại cac chế độ đang làm
việc. Đờng đặc tính này cho phép xác định khả năng phát
ra công suất của tuabin, giúp cho ngời làm việc ở bộ phận
điều độ của lới điện phân phối phụ tải cho các tổ máy.
Ngoài ra đờng đặc tính vận hành còn là số liệu quan
trọng so sánh về năng lợng và khả năng chống xâm thực
tuabin khi chọn loại tuabin, đờng kính và số vòng quay
của tuabin.