GIÁO TRÌNH - Tuabin Thủy lực (Trường ĐH Thủy Lợi) | Cộng đồng Kỹ thuật cơ điện Việt Nam EBOOKBKMT

Tuabin nước (Tuabin thủy lực) là một trong những thiết bịchủyếu của Trạm Thủy Điện, được dùng đểbiến đổi năng lượng dòng nước (thủy năng) thành cơnăng làm quay máy phát điện. Tổhợp tuabin và máy phát đện gọi là tổmáy phát điện thủy lực.

Nó có hàng loạt các ưu điểm sau:

- Hiệu suất của tổmáy phát điện thủy lực có thể đạt rất cao so với tổmáy nhiệt điện.

- Thiết bị đơn giản, dễtự động hoá, có thể điều khiển từxa.

- Ít sựcốvà cần ít người vận hành.

- Có khảnăng làm việc ởphần phụtải thay đổi.

- Thời gian mởmáy và thời gian dừng máy ngắn.

- Không làm ô nhiễm môi trường.

NỘI DUNG:

CÁC KÝ HIỆU SỬDỤNG TRONG GIÁO TRÌNH...............................................................................6

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠBẢN VỀTUABIN THỦY LỰC..........................................................7

1.1 Tuabin nước và sựphát triển của nó.................................................................................. 7

1.2 Phân loại tuabin............................................................................................................. 9

1.2.1. Tuabin phản kích................................................................................................ 10

1.2.2. Tuabin xung kích................................................................................................ 11

1.3 Khái quát vềcấu tạo tuabin............................................................................................ 12

1.3.1. Cấu tạo của tuabin phản kích............................................................................... 13

1.3.2. Cấu tạo của tuabin gáo........................................................................................ 24

1.4 Các bộphận phụcủa tuabin........................................................................................... 25

1.4.1. Van phá chân không........................................................................................... 25

1.4.2. Van xảkhông tải (van xảbỏ)................................................................................ 26

1.4.3. Van tuabin......................................................................................................... 27

1.5 Câu hỏi chương 1......................................................................................................... 28

CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA TUABIN......................................................................29

2.1. Khái niệm vềchuyển động tương đối và tuyệt đối, hình tam giác tốc độ........................... 29

2.2. Phương trình cơbản của tuabin................................................................................... 30

2.3. Dòng chảy trong tuabin xung kích................................................................................ 32

2.3.1. Tam giác tốc độcửa vào và cửa ra BXCT............................................................... 32

2.3.2. Phương trình cơbản của tuabin gáo...................................................................... 33

2.4. Sựtổn thất năng lượng và hiệu suất của tuabin............................................................. 34

2.4.1. Tổn thất dung tích (ΔQ)....................................................................................... 34

2.4.2. Tổn thất thủy lực (ΔH)......................................................................................... 34

2.4.3. Tổn thất cơkhí................................................................................................... 34

2.5. Điều kiện hiệu suất cao của tuabin............................................................................... 35

2.4.1. Chảy vào không va.............................................................................................. 35

2.4.2. Chảy ra thẳng góc (hình 2.6)................................................................................ 36

2.6. Sự điều chỉnh lưu lượng.............................................................................................. 38

2.7. Câu hỏi chương 2....................................................................................................... 40

CHƯƠNG 3: THUYẾT TƯƠNG TỰVÀ CÁC ĐẠI LƯỢNG.............................................................41

QUY DẪN CỦA TUABIN....................................................................................................................41

3.1. Khái niệm cơbản....................................................................................................... 41

3.2. Các điều kiện tương tự................................................................................................ 41

3.2.1. Tương tựvềhình học.......................................................................................... 41

3.2.2. Tương tựvề động học.......................................................................................... 41

3.2.3. Tương tựvề động lực học..................................................................................... 42

3.3. Các hệsốvận tốc dòng chảy trong BXCT..................................................................... 43

3.4. Tương quan giữa sốvòng quay, lưu lượng và công suất của hai tuabin cùng kiểu làm việc với

chế độcùng góc.......................................................................................................... 44

3.4.1. Quan hệvềsốvòng quay...................................................................................... 44

3.4.2. Quan hệvềsốlưu lượng...................................................................................... 44

3.4.3. Quan hệvềcột nước tuabin.................................................................................. 44

3.4.4. Quan hệvềcông suất.......................................................................................... 45

3.5. Các đại lượng quy dẫn................................................................................................ 45

3.5.1. Khái niệm chung................................................................................................ 45

3.5.2. Các đặc trưng quy dẫn của tuabin......................................................................... 45

3.5.3. Quan hệgiữa các đại lượng quy dẫn với dạng cánh BXCT và chế độlàm việc của nó.. 46

3.5.4. Sựliên hệgiữa các đại lượng quy dẫn của các tuabin cùng kiểu có hiệu suất khác nhau.

47

3.6. Sốvòng quay đặc trưng của tuabin (tỷtốc nscủa tuabin)................................................ 48

3.7. Hiệu suất của hai tuabin tương tựvềhình học (cùng kiểu).............................................. 49

3.8. Câu hỏi chương 3:...................................................................................................... 51

CHƯƠNG 4: THIẾT BỊDẪN NƯỚC VÀ THÁO NƯỚC CỦA TUABIN PHẢN KÍCH....................52

4.1. Phân loại, tác dụng và cấu tạo của buồng tuabin............................................................ 52

4.1.1. Tác dụng và phân loại......................................................................................... 52

4.1.2. Các kiểu buồng tuabin và phạm vi ứng dụng.......................................................... 52

4.1.3. Các thông sốcơbản của buồng xoắn..................................................................... 54

4.2. Ảnh hưởng của buồng xoắn đến đặc tính tuabin............................................................ 57

4.2.1. Các loại tổn thất.................................................................................................. 57

4.2.2. Phương pháp tính toán thủy lực............................................................................ 58

4.3. Lựa chọn kích thước buồng tuabin cỡnhỏ.................................................................... 60

4.3.1. Buồng hởchữnhật dùng cho tuabin trục đứng (hình 4.5)........................................ 60

4.3.2. Buồng hởchữnhật dùng cho tuabin trục ngang (hình 4.6)....................................... 60

4.4. Stato tuabin............................................................................................................... 64

4.5. Công dụng của ống hút............................................................................................... 66

4.5.1. Tuabin không có ống hút (hình 4.5a)..................................................................... 67

4.5.2. Tuabin có ống hút hình trụ(hình 4.5b).................................................................. 67

4.5.3. Tuabin có ống hút hình nón cụt (hình 4.5c)............................................................ 68

4.6. Tổn thất năng lượng của ống hút................................................................................. 70

4.6.1. Tổn thất thủy lực bên trong ống hút...................................................................... 70

4.6.2. Tổn thất động năng ởcửa ra ống hút..................................................................... 71

4.6.3. Hệsốthu hồi động năng của ống hút.................................................................... 72

4.7. Các kiểu ống hút thường dùng..................................................................................... 74

4.7.1. Ống hút chóp...................................................................................................... 74

4.7.2. Ống hút cong...................................................................................................... 79

4.8. Câu hỏi chương 4....................................................................................................... 83

CHƯƠNG 5: KHÍ THỰC VÀ CHIỀU CAO HÚT CỦA TUABIN......................................................84

5.1. Hiện tượng khí thực và tác hại của nó........................................................................... 84

5.1.1. Nguyên nhân hình thành của hiện tượng khí thực.................................................. 84

5.1.2. Loại khí thực...................................................................................................... 85

5.1.3. Tác hại của khí thực............................................................................................ 86

5.2. Hệsốkhí thực............................................................................................................ 87

5.3. Xác định chiều cao hút và cao trình lắp đặt tuabin của trạm thủy điện............................ 88

5.4. Các biện pháp phòng chống khí thực............................................................................ 91

5.5. Phương pháp thí nghiệm khí thực................................................................................ 92

5.6. Câu hỏi chương 5:...................................................................................................... 93

CHƯƠNG 6: THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH VÀ ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH TUABIN.....................................94

6.1. Ý nghĩa và nhiệm vụcủa thí nghiệm mô hình................................................................ 94

6.2. Sơ đồnguyên lý thí nghiệm.......................................................................................... 94

6.3. Đường đặc tính tuabin................................................................................................ 97

6.3.1. Đường đặc tính tuyến tính.................................................................................... 98

6.3.2. Đường đặc tính tổng hợp..................................................................................... 98

6.4. Quan hệgiữa đường đặc tính thường dùng với loại tuabin............................................ 102

6.4.1. Đường đặc tính tổng hợp chính.......................................................................... 102

6.4.2. Đường đặc tính công tác ................................................................................... 102

6.4.3. Đường đặc tính tổng hợp vận hành..................................................................... 103

6.5. Xây dựng đường đặc tính tổng hợp vận hành của tuabin đã chọn................................. 104

6.5.1. Tính đổi đường quan hệhiệu suất....................................................................... 104

6.5.2. Tính đổi đường hạn chếcông suất....................................................................... 107

6.5.3. Vẽ đường đồng chiều cao hút Hs......................................................................... 109

6.6. Các đường đặc tính của trạm thủy điện...................................................................... 109

6.7. Câu hỏi chương 6..................................................................................................... 124

CHƯƠNG 7 CHỌN KIỂU LOẠI VÀ CÁC THÔNG SỐCƠBẢN CỦA TUABIN..........................125

7.1. Vấn đềtiêu chuẩn hóa tuabin.................................................................................... 125

7.2. Phạm vi sửdụng cột nước của các loại tuabin thường dùng hiện nay............................. 128

7.3. Chọn tuabin theo đường đặc tính tổng hợp chính (ĐĐTTHC)....................................... 129

7.3.1. Chọn hệtuabin và kiểu BXCT............................................................................ 130

7.3.2. Xác định các thông sốcơbản của tuabin.............................................................. 131

7.3.3. Sốvòng quay lồng............................................................................................. 134

7.3.4. Lực dọc trục..................................................................................................... 134

7.3.5. Buồng tuabin................................................................................................... 134

7.3.6. Ống hút........................................................................................................... 134

7.4. Chọn tuabin theo biểu đồsản phẩm........................................................................... 134

7.5. Lựa chọn các thông sốcơbản của tuabin gáo.............................................................. 135

7.4.1. Các thông sốthủy lực cơbản của tuabin gáo........................................................ 135

7.4.2. Xác định các thông sốcơbản của tuabin gáo........................................................ 137

7.6. Ví dụvềchọn tuabin................................................................................................. 138

7.7. Câu hỏi chương 7:.................................................................................................... 145

CHƯƠNG 8: ĐIỀU CHỈNH TURBIN NƯỚC....................................................................................146

8.1. Nhiệm vụcơbản của điều chỉnh tuabin...................................................................... 146

8.2. Cấu tạo và đặc điểm của hệthống điều chỉnh turbin nước............................................ 147

8.3. Các sơ đồnguyên lý điều chỉnh tốc độturbin.............................................................. 148

8.3.1. Sơ đồnguyên lý máy điều tốc tác động trực tiếp..................................................... 148

8.3.2. Sơ đồnguyên lý máy điều tốc tác động gián tiếp.................................................... 149

8.4. Sựlàm việc song song của các turbin.......................................................................... 152

8.5. Sơ đồnguyên lý máy điều tốc phản hồi mềm có độkhông đều còn dư............................ 155

8.5.1. Bộphận thay đổi sốvòng quay............................................................................ 158

8.5.2. Bộphận hạn chế độmở. .................................................................................... 158

8.6. Các sơ đồnguyên lý điều chỉnh kép............................................................................ 159

8.8.1. Sơ đồnguyên lý điều chỉnh kép của turbin cánh quay............................................ 159

8.8.2. Sơ đồ điều chỉnh kép ởturbin tâm trục có cột nước cao.......................................... 160

8.8.3. Sơ đồ điều chỉnh kép của turbin gáo.................................................................... 160

8.7. Thiết bịdầu có áp của máy điều tốc............................................................................ 161

8.8. Động cơtiếp lực........................................................................................................ 163

8.8.1. Động cơtiếp lực đểquay cánh hướng nước.......................................................... 163

8.8.2. Động cơtiếp lực của BXCT turbun cánh quay...................................................... 164

8.8.3. Động cơtiếp lực của van xảkhông tải................................................................. 165

8.8.4. Động cơtiếp lực của turbin gáo.......................................................................... 166

8.9. Lựa chọn hệthống điều chỉnh.................................................................................... 166

8.9.1. Lựa chọn máy điều tốc....................................................................................... 166

8.9.2. Lựa chọn thiết bịdầu áp lực (TBDAL)................................................................. 167

8.10. Tính toán bảm đảm điều chỉnh tô máy phát điện thủy lực................................... 168

8.10.1..........................................................Độtăng áp lực nước trong quá trình điều chỉnh

168

8.10.2............................Nước va trong hệthống dẫn nước có tiết diện thay đổi theo chiều dài.

171

8.10.3.......................................Sựthay đổi tốc độquay của turbin trong quá trình điều chỉnh

173

8.11. Câu hỏi chương 8:........................................................................................... 176

CHƯƠNG 9: PHỤLỤC.......................................................................................................................177

9.1. Máy phát điện thủy lực............................................................................................. 177

9.1.1. Kí hiệu máy phát điện........................................................................................ 177

9.1.2. Bảng tra các loại máy phát điện thủy lực.............................................................. 181

9.2. Tuabin thủy lực........................................................................................................ 181

9.2.1. Trọng lượng turbin........................................................................................... 181

9.2.2. Tính nhanh kích thước buồng xoắn.................................................................... 182

9.3. Đường đặc tính tổng hợp chính của tuabin (ĐTTTHC)................................................ 183

9.4. Máy điều tốc............................................................................................................ 196

TÀI LIỆU THAM KHẢO..

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK DOWNLOAD