Bài giảng Máy và tự động thủy khí

ai MTLCD tƣơng tự tỷ lệ bậc hai với tỷ số đƣờng kính BCT và tỷ lệ bậc hai với tỷ số vòng quay.
c. Công suất:
Tỷ số công suất của hai MTLCD tƣơng tự tỷ lệ bậc năm với tỷ số đƣờng kính BCT, tỷ lệ bậc ba với tỷ số vòng quay và tỷ lệ bậc một với tỷ số trọng lƣợng riêng của chất lỏng làm việc
d. Mômen
Tỷ số mômen của hai MTLCD tƣơng tự tỷ lệ bậc năm với tỷ số đƣờng kính BCT , tỷ lệ bậc hai với tỷ số vòng quay và tỷ lệ bậc một với tỷ số trọng lƣợng riêng của chất lỏng làm việc.
1.4 Số vòng quay đặc trƣng ns
Thông số MTL mô hình đặc trƣng cho một hệ thống MTL
(nhóm các MTL có đặc tính làm việc và hiệu suất nhƣ nhau) :
Hs = 1 m cột chất lỏng
Qs = 75 l/s
ns : Số vòng quay trong một phút
ηs : hiệu suất có lợi nhất
Một MTL tạo ra phải tƣơng tự với máy mô hình có số vòng
quay đặc trƣng:
Trong đó: n(vg/ph) , Q(m3/s) , H(m) , N(kW)
Phân loại	bơm cánh	dẫn theo	ns
Loại bơm	Bơm ly tâm	Bơm hƣớng chéo	Bơm hƣớng trục
ns thấp	ns trung bình	ns cao
ns 	50 < ns < 80	80 < ns < 150	150 < ns < 300	300 < ns < 500	500 < ns < 1000
Hình dáng mặt cắt công tác
Tỷ lệ các đƣờng kính
Hình dạng cánh dẫn
Dạng đƣờng đặc tính

Uốn cong hai chiều
(mặt trụ)

Lối vào uốn cong 3 chiều (mặt không gian)

Uốn cong ba chiều
(mặt không gian)

Uốn cong ba chiều (mặt không gian) Không có vành ngoài
Phân loại	tuabin	theo	ns
Loại tuabin	ns 	Hình dạng mặt cắt BCT	Dạng cánh dẫn
Tỷ lệ các kích thƣớc	 Số cánh dẫn Z
D2/D1 	b0/D1
Phạm vi cột nƣớc H sử dụng (m)
Tuabin gáo	10÷50	Hình gáo	-	-	16÷60	200÷2000
Tuabin ly tâm, hƣớng tâm
<50	Uốn
cong hai chiều (mặt trụ)
-	-	-
Tuabin tâm trục
ns thấp
50÷150
0,60÷
0,75
0,08÷
0,2
17÷
23
120÷
300
Loại tuabin	ns 	Hình dạng mặt cắt BCT	Dạng cánh dẫn
Tỷ lệ các kích thƣớc	 Số cánh dẫn Z
D2/D1 	b0/D1
Phạm vi cột nƣớc H sử dụng (m)
Tuabin tâm trục

ns trung
bình
150÷250

Cánh không gian

1,02÷
1,06

0,2÷0,3	14÷26	50÷120
ns cao
250÷400
1,06÷1,1	0,3÷0,4	8÷16	20÷50
Tuabin hƣớng trục (ns
350÷950)
Loại cánh cố định
ns thấp
350÷
550
ns trung bình
Uốn cong ba chiều ( mặt không gian) hình mái
1	0,35÷
0,45
4÷10	22÷40
12÷22
Loại
cánh điều
550÷
750
chèo
0,97÷
0.98
0,35÷
0,45
4÷8

5÷12
chỉnh
đƣợc

ns cao
750÷
950
CHƢƠNG II: BƠM CÁNH DẪN
2.1 Công dụng và phân loại bơm
Khái niệm: Bơm là MTL biến đổi cơ năng trên trục thành năng lƣợng vận chuyển chất lỏng hoặc tạo áp suất cần thiết trong hệ truyền dẫn thủy lực.
Ứng dụng: rộng rãi trong đời sống, sản xuất.
Phân loại :
a.	Theo nguyên lý làm việc
-	Bơm cánh dẫn: Bơm ly tâm, bơm hƣớng trục ..
-	Bơm thể tích: Bơm bánh rôto, bơm pittông ...
b. Theo công dụng:
-	Bơm nƣớc
-	Bơm dầu
-	Bơm nhiên liệu
-	Bơm hóa chất....
c. Theo cột áp:
-	Bơm cột áp cao
-	Bơm cột áp trung bình
-	Bơm cột áp thấp
d. Theo lƣu lƣợng:
-	Bơm lƣu lƣợng lớn
-	Bơm lƣu lƣợng trung bình
Bơm
pittông

Bơm ly tâm

Bơm hƣớng trục
-	Bơm lƣu lƣợng nhỏ
Phạm vi sử dụng của các loại bơm thông dụng
Sơ đồ hệ thống bơm cánh dẫn
Zh : Chiều cao hút của bơm, chiều cao từ mặt thoáng bể hút tới trục bơm
y : Chênh lệch độ cao lối vào và lối ra bơm
Zđ : Chiều cao đẩy, chiều cao từ
lối ra bơm tới mặt thoáng bể chứa
Chiều cao dâng chất lỏng của bơm, chênh lệch độ cao giữa hai mặt thoáng bể hút và bể chứa
Z = Zh + y + Zđ
p1 : Áp suất trên mặt thoáng bể hút
p2 : Áp suất tại lối vào bơm
p3 : Áp suất tại lối ra của bơm
p4 : Áp suất trên mặt thoáng bể chứa
C : Chân không kế
K1 : Khóa trên ống hút
K2 : Khóa trên ống đẩy
L : Dụng cụ đo lƣu lƣợng
2.2 Các thông số cơ bản của bơm
— Năm thông số làm việc cơ bản của bơm
1. Lƣu lƣợng Q
2. Cột áp H
3. Công suất N
4. Hiệu suất η
5. Cột áp hút cho phép [Hck]
2.2.1 Lƣu lƣợng
— 	Lƣu lƣợng là lƣợng chất lỏng mà bơm vận chuyển đƣợc trong một đơn vị thời gian
— Lƣu lƣợng thể tích Q: m3/h, m3/s, l/s
— Lƣu lƣợng trọng lƣợng G: N/s, t/h
— Xác định lƣu lƣợng bơm: ống Venturi, tấm chắn, thùng đong, cân 
2.2.2 Cột áp
Cột áp bơm là năng lƣợng đơn vị bơm truyền đƣợc cho chất lỏng.
Kí hiệu H
Đơn vị m (chất lỏng)
Trong đó Σh: tổn thất năng lƣợng trong ống đẩy và ống hút
Σh =	Σhđ +	Σhh
— Đặc tính của hệ thống- Đặc tính lƣới
Trong đó:	H
H= Ht + Hđ
Hđ = KQ2	Hđ
H
Ht
0
Q
2.2.3 Công suất và hiệu suất
— Công suất thủy lực của bơm:
γ: trọng lƣợng riêng, N/m3 	bh
Q: Lƣu lƣợng của bơm, m3/s
H: Cột áp toàn phần bơm, m
— Công suất trên trục bơm:
η: Hiệu suất của bơm
— Công suất động cơ: Nđc = kN
2.2.4 Cột áp hút cho phép của bơm
— Cột áp hút của bơm là độ chênh áp suất giữa miệng hút bơm và mặt thoáng bể hút.
Chiều cao hút cho phép của bơm:
Trong đó ∆h: Cột áp chống xâm thực
[Hck] : Cột áp chân không cho phép
2.3 BƠM LY TÂM
2.3.1 Khái niệm chung
Bơm ly tâm là một dạng bơm cánh dẫn, dòng chảy trong vùng bánh công tác theo chiều ly tâm
Ƣu điểm :
Chất lỏng công tác	H (m)	Q(m3/h)	N (kW)	n (vg/ph)	η	Chỉ tiêu khác
Nƣớc, dầu, nhiên liệu, hóa chất, , hỗn hợp lỏng rắn
10÷ hàng nghìn
2÷
70000
1÷6000	730÷
6000
0,65÷
0,90
Kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn, làm việc tin cậy, chỉ tiêu kinh tế tốt
— 	Kết cấu:
1.	Bánh công tác
2.	Trục bơm
3.	Bộ phận dẫn hƣớng vào
4.	Bộ phận dẫn hƣớng ra
5.	Ống hút
6.	Ống đẩy
Hoạt động	bơm	ly	tâm
Quá trình đẩy của bơm
BCT
quay
Chất lỏng bị dồn ra ngoài dƣới lực ly tâm

Máng dẫn

Ống đẩy với áp suất cao

Dòng chảy
Quá trình hút của bơm
liên
tục
BCT
quay
Lối vào BCT
tạo chân
không

Hút chất lỏng	Bơm từ bể hút
qua
bơm
Phân loại bơm ly tâm
— Phân loại theo cột áp:
-	Bơm cột áp thấp: H < 20 m cột nƣớc
-	Bơm cột áp trung bình: H = 20 ÷ 60 m cột nƣớc
-	Bơm cột áp cao: H > 60 m cột nƣớc
— Phân loại số BCT lắp nối tiếp trong bơm:
-	Bơm một cấp
Cột áp hạn chế không quá
100 m cột nƣớc
-	Bơm nhiều cấp : 2÷8 BCT
y lực
— Phân loại theo cách dẫn chất lỏng vào BCT:
-	Bơm một miệng hút
Lƣu lƣợng hạn chế, gây nên lực hƣớng trục trong bơm
-	Bơm hai miệng hút
Không gâ hƣớng trục, tăng độ cứng vững
2.3.2 Lý	thuyết	cơ bản	về	bơm	ly	tâm
2.3.2.1 Phƣơng trình cơ bản của bơm ly tâm
Phƣơng trình cơ bản của máy thủy lực cánh dẫn áp dụng cho bơm ly tâm
Dòng chất lỏng lối vào cánh chuyển
động theo phƣơng hƣớng kính: α1=90o .
Phƣơng trình cơ bản có dạng:
ns
50÷60
60÷180
180÷350
350÷580
Ψ
1,56÷1,24
1,24÷0,71
0,71÷0,51
0,51÷0,33
— Cột áp thực tế của bơm: H=εZηHHl∞
Trong đó: εZ: Hệ số kể đến ảnh hƣởng số cánh hữu hạn – Hệ
số cột áp. Với bơm ly tâm:
Thông thƣờng εZ ≈ 0,80
ηH: Hệ số kể đến tổn thất năng lƣợng của dòng chất lỏng qua
BCT – Hiệu suất cột áp của BCT. Với bơm ly tâm:
ηH=0,70÷0,90
Trong tính toán sơ bộ khi thiết kế bơm cột áp bơm tính theo:
Ψ : Hệ số cột áp thực tế, phụ thuộc ns theo bảng sau:
2.3.2.2 Lƣu lƣợng của bơm ly tâm
Lƣu lƣợng lí thuyết của bơm ly tâm: Ql=cmπDb
Do tổn thất lƣu lƣợng do dòng chảy ngƣợc về lối vào BCT và
rò rỉ, nên lƣu lƣợng thực tế của bơm: Q<Ql và Ql=Q+∆Q .
Hiệu suất lƣu lƣợng của bơm:
Thông thƣờng : ηQ=0,95÷0,98. Bơm có lƣu	lƣợng càng lớn thì ηQ càng cao
2.3.3 Đƣờng đặc tính của bơm ly tâm
—2.3.3.1 Đƣờng đặc tính làm việc (n=const) – Đƣờng đặc tính
tính toán
Đƣờng đặc tính lí thuyết
vô cùng
A’D’ : Đƣờng đặc tính kể tới ảnh hƣởng số cánh hữu hạn
Hl=εZHl∞
A”D” : Đƣờng đặc tính kể tới
tổn thất thủy lực
A”’D”’ : Đƣờng đặc tính kể
tới tổn thất cơ khí và lƣu lƣợng
— Đƣờng đặc tính thực nghiệm của bơm:
Xây dựng đƣờng đặc tính thực nghiệm của bơm H-Q,
N-Q , η-Q theo các số liệu thực nghiệm bơm làm việc trong hệ
thống thí nghiệm
— 2.3.3.2 Đƣờng đặc tính tổng hợp của bơm ly tâm
Đƣờng đặc tính tổng hợp của bơm là đƣờng biểu diễn quan
hệ H-Q với các số vòng quay làm việc khác nhau của bơm, trên
đó có các đƣờng cong đồng hiệu suất.
2.3.4 Điểm làm	việc	và	sự	điều chỉnh
bơm ly	tâm
2.3.4.1 Điểm làm việc của bơm
Điểm làm việc của bơm là một trạng thái làm việc ổn định của bơm trong hệ thống đƣợc biểu diễn bằng giao điểm của đƣờng đặc tính bơm và đặc tính lƣới trong cùng một hệ tọa độ.
2.3.4.2 Phƣơng pháp điều chỉnh
Quá trình thay đổi điểm làm việc của bơm theo một yêu cầu nào đó gọi là quá trình điều chỉnh.
Hai phƣơng pháp điều chỉnh bơm trong hệ thống:
1. Điều chỉnh bằng khóa
Đóng mở khóa ống đẩy thay đổi đặc tính lƣới, trong khi đặc tính bơm không đổi, nên thay đổi điểm làm việc của bơm
Ƣu điểm : Đơn giản, thuận tiện
Nhƣợc điểm : Không kinh tế, phạm vi điều chỉnh hẹp
2. Điều chỉnh bằng số vòng quay của trục bơm
Thay đổi đƣờng đặc tính
riêng của bơm bằng cách thay đổi số vòng quay của trục bơm. Đặc tính lƣới không đổi nên thay đổi điểm làm việc của bơm trong hệ thống.
Ƣu điểm : Kinh tế, dải
điều chỉnh lớn.
Nhƣợc điểm : Bơm phải có thiết bị thay đổi số vòng quay.
2.3.5	Ghép	bơm	ly	tâm
4.5.1 Ghép song song
Sử dụng : Hệ thống yêu cầu lƣu lƣợng lớn hơn của một bơm
Điều kiện : Các bơm ghép có cùng cột áp : H1=H2=...=Hi
Đặc tính chung bơm ghép xây dựng bằng cách cộng lƣu lƣợng riêng của từn bơm ghép với cùng một cột áp.
Ghép song song
hiệu quả khi các bơm ghép có đặc tính thoải và không khác nhau nhiều
Số lƣợng bơm ghép nên hạn chế vì hiệu quả tăng
lƣu lƣợng giảm khi số bơm tăng
2.3.5.2 Ghép bơm nối tiếp
Sử dụng : Hệ thống yêu cầu cột áp cao hơn cột áp một bơm Điều kiện: Các bơm ghép có cùng lƣu lƣợng Q1=Q2=...=Qi Cột áp bơm ghép : Hc=H1+H2+..+Hi
Đƣờng đặc tính chung
xây dựng bằng cách cộng các giá trị cột áp của
riêng từng bơm với cùng
lƣu lƣợng.
Khi ghép nên chọn bơm và hệ thống có đƣờng đặc tính dốc
Chú ý độ bền cho bơm ghép sau
2.3.6 Quan	hệ tƣơng	tự	trong bơm	ly	tâm
Các
thông số
Lƣu
Khi γ thay
đổi
Khi n thay
đổi
Khi D thay
đổi	Khi D,n,γ thay đổi
lƣợng Q	Q2=Q1
Cột áp H Công
suất N
2.3.7 Vài	điểm cần	chú ý	khi sử dụng	bơm
1. 	Chọn bơm đúng yêu cầu kỹ thuật, dựa vào đặc tính hệ thống và đặc tính bơm, chú ý đặc tính H-Q
2. 	Các thiết bị và đồng hồ áp suất, đo chân không, đo điện nên có đầy đủ
3. 	Trƣớc khi cho bơm làm việc phải mồi bơm
4. 	Trƣớc khi khởi động bơm cần kiểm tra dầu mỡ trong bơm và động cơ, các mối ghép bulông, hệ thống điện...
5. 	Khi khởi động bơm, cho động cơ quay ổn định rồi mới từ từ mở khóa
ống đẩy ( Với bơm áp suất thấp thì ngƣợc lại )
6. 	Trong khi bơm làm việc, cần theo dõi đồng hồ, chú ý nghe máy để phát hiện bất ổn
7. 	Khi chuẩn bị tắt máy, làm theo thứ tự ngƣợc lại đóng van ở ống đẩy trƣớc, tăt máy sau
8.	Khi bơm hoạt động lên ít hoặc không lên, cần dừng máy và kiểm tra:
- 	Van khóa
- 	Lƣới chắn rác
- 	BCT quay ngƣợc
2.4.1 Khái niệm chung
Bơm hƣớng trục thuộc loại bơm cánh dẫn trong đó dòng chảy trong vùng BCT theo phƣơng hƣớng trục.
Lĩnh vực sử dụng: Nông nghiệp,
công nghiệp nhẹ
Dải làm việc thông thƣờng:
Q = 0,1 ÷ 25 m/s
H = 4 ÷ 10 m cột nƣớc
Số vòng quay đặc trƣng ns>600
Kết cấu đơn giản, chắc chắn.
Kết cấu cơ bản:
1. Bánh công tác
2. Trục bơm
3. Bộ phận dẫn hƣớng
4. Vỏ bơm
2.4.2 Nguyên lý làm việc của bơm hƣớng trục
2.4..2.1 Dòng chảy trong bơm hƣớng trục
Dòng chảy trong vùng BCT chuyển động theo quỹ đạo xoắn ốc trên
mặt trụ đồng tâm với trục.
Sau khi ra khỏi BCT tới bộ phận dẫn hƣớng ( cánh hƣớng ) để hƣớng dòng chảy đi song song với trục
Thành phần vận tốc hƣớng trục của dòng chảy không đổi: Cm=const
2.4.2.2 Phƣơng trình cơ bản của bơm hƣớng trục
Trong bơm hƣớng trục : u1=u2=u, c1u=0
Phƣơng trình cơ bản viết cho bơm hƣớng trục:
Đặc điểm bơm hƣớng trục:
1. Cột áp bơm hƣớng trục không thể bằng cột áp bơm ly tâm
2. Cột áp tĩnh trong bơm do độ mở rộng máng dẫn w1>w2
3. Điều kiện dòng chất lỏng qua BCT cân bằng ổn định :
Bơm hƣớng trục chỉ tạo đƣợc
cột áp khi β2>β1,	các cặp giá trị của β2và β1 không cố định mà thay đổi theo bán kính R, nghĩa là cánh dẫn cong 3 chiều.
Cột áp thực tế của bơm:
Trong đó: KH là hệ số cột áp
2.4.2.3 Lƣu	lƣợng của bơm hƣớng trục
Lƣu lƣợng của bơm hƣớng trục:
Trong đó F: Diện tích mặt cắt lối ra
D : Đƣờng kính ngoài BCT
d	: Đƣờng kính trong (bầu) BCT
Vận tốc hƣớng trục tính gần đúng:
s
Với Kc = 0,0055n 2/3
: Hệ số vận tốc
2.4.3 Đƣờng	đặc	tính
bơm	hƣớng trục
Đƣờng đặc tính thực nghiệm bơm
hƣớng trục cánh cố định có dạng hình yên ngựa
Bơm cánh quay, đặc tính xây dựng với các góc khác nhau của cánh dẫn
2.4.4 Kết	cấu, bố	trí	bơm	hƣớng	trục
Ba kiểu kết cấu và bố trí bơm hƣớng trục :
1. Kết cấu bố trí đứng	2. Kết cấu bố trí ngang	3.Kết cấu bố trí xiên
2.4.5 Vài điểm cần chú ý khi sử dụng bơm
hƣớng trục
-	Bơm hƣớng trục thƣờng đƣợc đặt trong nhà trạm cố định
-	Do chiều cao hút hZ<0 nên bơm phải đặt sâu dƣới mặt thoáng của bể hút.
-	Khi khởi động bơm	không đƣợc đóng khóa ống đẩy và không
nên điều chỉnh bơm bằng khóa
-	Nên điều chỉnh bơm bằng điều chỉnh số vòng quay của bơm
-	Sử dụng bơm cánh điều chỉnh đƣợc với các bơm lớn công suất lớn yêu cầu điều chỉnh
CHƢƠNG III	TUABIN THỦY LỰC
3.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TUABIN THỦY LỰC
Mục đích : Để khai thác năng lƣợng của dòng nƣớc chảy tự do trên sông suối
Khái niệm : Tuabin thủy lực – tuabin nƣớc là một thiết bị động lực
biến đổi năng lƣợng của dòng chảy (thủy năng ) thành cơ năng để
quay máy phát điện, máy công cụ.
Kết cấu của một tuabin đơn giản trong đó các bộ phận chủ
yếu là:
1. Bánh công tác	2. Trục tuabin
3. Buồng dẫn tuabin	4. Ống hút ra	5. Cánh hƣớng
Nhà máy thủy điện:
Nhà máy thủy điện là một tập hợp gồm có công trình thủy lợi, thiết bị điện và thiết bị cơ khí trong đó chủ yếu là tuabin để biến năng lƣợng của dòng sông thành cơ năng kéo máy phát điện.
Các dạng nhà máy thủy điện:
1. Thủy điện lòng sông
Áp dụng cho các con sông đồng bằng, trung du độ dốc nhỏ ,lƣu lƣợng lớn
Cột áp thông thƣờng
30 ÷ 40 m cột nƣớc Ở Việt Nam có nhà máy Thác Bà H=37m,
N=40MW, 3 tổ máy
2. Thủy điện kênh dẫn:
Thƣờng áp dụng với các sông suối có độ dốc lớn, lƣu lƣợng nhỏ
Ở Việt Nam có nhà máy Đa Nhim – Ninh Thuận H=800m, N=160MW, 3 tổ máy
3. Nhà máy thủy điện tổng hợp
Năng lƣợng đƣợc tập trung nhờ cả đập và đƣờng dẫn
Dùng trên các đoạn sông độ dốc nhỏ ngăn đập, phía dƣới
độ dốc lớn xây đƣờng dẫn
Thủy điện Hòa Bình
H=88m, N=220MW,
8 tổ máy
3.2 Các thông số cơ bản của tuabin
— Công suất thủy lực (Ntl) của dòng chảy qua nhà máy thủy điện
tính theo công thức:	Ntl=γQH
— Công suất trên trục tuabin chỉ nhận đƣợc công suất N < Ntl 	Tỷ số
N/Ntl gọi là hiệu suất của nhà máy
— Cột nƣớc làm việc của tuabin :
Trong đó :	Σhw tổn thất cột nƣớc của bộ phận dẫn nƣớc vào và ra
H – Cột nƣớc của nhà máy thủy điện
Công suất của dòng chảy truyền cho tuabin: N0=γQH0
Hiệu suất của tuabin là:
3.3 Phân loại tuabin
Phƣơng trình cột áp tuabin

Thế năng
Động năng
Tua-bin thủy điện
Tua-bin phản lực (Sử dụng thế năng là chủ yếu) H = 1,5 – 600 m
Tua-bin xung lực (Sử dụng động năng là chủ yếu) H = 40 – 4000 m
Tua-bin tâm trục Francis H = 30 – 600 m, Z = 12-
22

Tua-bin hướng chéo
H = 30 – 150 m
Tua-bin hướng
trục Kap-lan	H
= 1,5 – 40 m, Z =
3 – 9
Tua-bin gáo Pelton

Tua-bin
tia nghiêng

Tua-bin xung kích hai
lần Ban-ki
3.4 Tuabin phản lực
—	Khái niệm : Tuabin phản lực, là loại tuabin làm việc nhờ cả hai phần động năng và thế năng, mà chủ yếu là thế năng của dòng chảy. Trong loại tuabin này, áp suất của dòng chảy ở lối vào bánh công tác lớn hơn áp suất ở lối ra. Dòng chảy qua bánh công tác là dòng liên tục, điền đầy toàn bộ các máng dẫn. Khi qua bánh công tác,
dòng chảy biến đổi cả động năng và thế năng.
—	Dòng chảy trong tuabin phản lực:
Thƣợng lƣu
Buồng dẫn
Cánh hƣớng
Bánh
công tác	Ống hút	Hạ lƣu
3.4.1 Phân loại tuabin phản lực
Dựa vào kết cấu biên dạng cánh dẫn và chuyển động của chất lỏng
qua BCT ta chia ra:
1. 	Tuabin hƣớng tâm
2. 	Tuabin ly tâm
3. 	Tuabin hƣớng chéo
4. 	Tuabin hƣớng trục
5. 	Tuabin tâm trục

Hiện
nay ít dùng
Tua-bin tâm trục Francis
Tua-bin hƣớng trục Kaplan
Kaplan-Turbine
Technical Museum, Vienna
3.4.2 Các	thông số	tính
Phƣơng trình cơ bản:
N=Mω
α2=90o ứng với chế độ tối	ƣu về mômen, công suất:
N=ρQ1c1u1cosα1
Cột áp chế độ tối ƣu:
Số vòng quay đặc trƣng:
— Chiều cao hút của tuabin:
— Trong đó : [ Zh ] – chiều cao hút cho phép ( tính bằng mét)
-	độ cao nơi đặt tuabin so với mặt nƣớc biển ( tính bằng mét)
-	σ	hệ số xâm thực của tuabin, đƣợc xác định bằng thực nghiệm.
ns
100
200
300
400
500
600
650
σ
0,06
0,14
0,40
0,75
1,2
1,6
1,9
3.4.3 Đƣờng đặc tính
a, Đƣờng đặc tính làm việc:
Đƣờng đặc tính làm việc của tuabin biểu thị các quan hệ: N,η =	f(Q); Q,η = f(N); Q,N,η = f(a), (a – là độ mở của cánh dẫn hƣớng, với n = const; H = const
b, Đƣờng đặc tính tổng
hợp:
Đƣờng đặc tính tổng hợp của tuabin biểu thi quan hệ giữa số vòng
quay (n) và lƣu lƣợng (Q)
theo các đƣờng cong
cùng hiệu suất (η=const), cùng hệ số xâm thực (σ=const) và cùng độ mở
cánh dẫn hƣớng(a=const)
Đƣờng đặc tính tổng hợp của một tuabin
mô hình kiểu tâm trục
3.4.4 Kết cấu bố trí tuabin phản lực
1. Bố trí trục thẳng đứng
Tuabin phản lực phần lớn thƣờng bố trí trục thẳng đứng.
Ƣu điểm:
—Tháo lắp dễ dàng, thuận tiện cho việc tu sửa thƣờng kỳ.
—Đơn giản đƣợc nhiều về chế tạo cơ khí
—Mặt bằng của nhà máy
đƣợc thu gọn
2. Bố trí trục ngang
Ƣu điểm :
-	Khả năng lƣu thông lớn
-	Khối lƣợng xây dựng công trình đƣợc giảm
Nhƣợc điểm:
-	Làm kín phức tạp
-	Bộ phận dẫn hƣớng đặt nghiêng đòi hỏi chế tạo và lắp ghép chính xác cao
-	Tháo lắp sửa chữa khó khăn
3.5 Tuabin xung	lực
— Khái niệm:
Tuabin xung lực, là loại tuabin làm việc với At = 0, nhƣ vậy bánh công tác tuabin chỉ nhận năng lƣợng của dòng chảy dƣới dạng động năng Ađ Tác dụng xung lực của dòng tia trên các cánh dẫn làm cho bánh công tác quay. Tuabin xung lực còn có tên gọi là tuabin dòng tia tự do.
3.5.1 Kết cấu và phân loại tuabin xung lực
— Kết cấu của tuabin xung lực gồm có hai bộ phận chính:
Bánh công tác
Mũi phun
Mũi phun có hai tác dụng: biến thế năng của dòng chảy thành động
năng bằng cánh tạo nên dòng tia có vận tốc lớn và hƣớng dòng tia đập vào các cánh dẫn của bánh công tác.
Theo kết cấu và phạm vi sử dụng, hiện nay tuabin xung đƣợc chia
thành 3 loại :
- Tuabin xung kích hai lần.
- Tuabin tia nghiêng
- Tuabin gáo
Tua-bin xung kích hai lần – Tuabin Banki
Kết cấu cơ bản:
1. Trục nằm ngang
2. Bánh công tác dạng guồng
3. Mũi phun hình chữ nhật
4. Lƣỡi gà
5. Vỏ
Dòng tia hai lần tác động vào
bánh công tác để truyền năng lƣợng bằng xung lực. Lần đầu khoảng 70-
80% năng lƣợng, lần thứ hai 30-20%
năng lƣợng còn lại.
N = 1÷50 kW H = 24÷100 m η = 0,6÷0,87
3	4	1	2
5
Tua-bin tia nghiêng Turgo
BCT	kim loại gồm các bẳn
cánh mặt cong phức tạp bằng thép dập, hàn ( hoặc đúc liền) với vành trong và vành ngoài của bánh công tác
Mũi phun có một mũi hình nón di động dọc theo trục để điều chỉnh lƣu lƣợng. Trục của mũi phun bố trí nghiêng với trục của bánh công tác một góc khoảng 22,5o
H = 50÷400m
N = 10÷4000kW.
Tua-bin gáo Pelton
Tính năng kỹ thuật cao, trục mũi phun thẳng góc với trục BCT
-	BCT gồm có một đĩa tròn gắn các bản cánh mặt cong hình gáo
-	Có 1 ÷4 mũi phun
Nguyên lý và kết cấu tuabin gáo Pelon
3.5.2 Các thông số tuabin xung lực
Xét sơ đồ làm việc của một tuabin gáo
Trong đó:
ZT ,ZH : mức nƣớc thƣợng lƣu và hạ lƣu,
∆H: khoảng cách từ mặt nƣớc hạ lƣu đến mặt cánh dẫn làm việc;
1−1 ; 2 – 2 ; mặt cắt ở lối vào và lối ra của tuabin a: Khoảng cách từ đồng hồ đo tới trục mặt cắt 1-1
Cột áp tuabin : H= HT - HH
Cột áp làm việc của tuabin: H0=H-Σh-∆H
Công suất làm việc của tuabin: N = 9,81ηQHo 	(kW)
Vận tốc dòng tia:
Trong đó :	Hm : Cột áp làm việc của mũi phun ηm : Hiệu suất mũi phun, ηm =0,95÷0,98
n đến vận
φ : hệ số vận tốc của mũi phun,
Vận tốc dòng tia (c) có liên qua	tốc quay của bánh công tác (u) :
Số vòng quay n của tuabin:
3.5.3 Đƣờng đặc tính
Khảo sát các đƣờng đặc tính làm việc η của tuabin xung
kích hai lần và tuabin hƣớng trục, trong cùng điều kiện làm
việc nhƣ nhau
Tuabin phản lực quay nhanh hơn tuabin xung lực và kích thƣớc, trọng lƣợng lại nhỏ hơn nhiều.
Phạm vi làm việc có hiệu suất cao của tuabin phản lực rất hẹp
Phạm vi làm việc của tuabin
xung lực rộng hơn nhiều
Chọn tuabin phải xuất phát từ các điều kiện cụ thể: tính chất phụ, chế độ dòng chảy. khả năng điều tiết lƣu lƣợng v.v