Các thông số cơ bản của buồng xoắn

Với những yêu cầu và đặc điểm của buồng tuốc bin đã nói ở bài trước thì việc vận hành buồng xoắn cũng không khác nhau nhiều. Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu về các yếu tố ảnh hướng đến việc vận hành của thiết bị này.

Các thông số cơ bản của buồng xoắn gồm có vận tốc bình quân của dòng nước tại cửa vào buồng xoắn và hình dạng tiết diện buồng xoắn. Ta sẽ tìm hiểu những yếu tố ảnh hưởng đến các thông số này và cách lựa chọn chúng.

+ Góc và diện tích tiết diện vào

Thực nghiệm cho thấy tổn thất năng lượng trong tuốc bin, vòng bệ và bộ phận hướng dòng phụ thuộc vào quan hệ giữa diện tích tiết diện và cửa buồng xoắn đã chọn với góc bao một mặt sẽ làm cho dòng chảy phân bố đều trong chu vi bộ phận hướng dòng, đảm bảo được điều kiện dòng đối xứng trong tuốc bin nhưng lại làm tăng dòng nước trong buồng xoắn và hình thành dòng chảy xoáy. Kết quả làm tăng tổn thất năng lượng trong bộ phận hướng dòng.

Vì vậy khi đã biết bề rộng buồng xoắn cần chọn quan hệ giữa diện tích tiết diện vào và góc bao sao cho tổn thất năng lượng trong bộ phận hướng dòng sao cho là nhỏ nhất.

Hình ảnh công nhân đang hàn nối buông xoắn

+ Vận tốc và hình dạng tiết diện vào của buồng xoắn

Vận tốc dòng nước tại cửa vào buồng xoắn quá lớn thì tổn thất thủy lực trong buồng xoắn sẽ tăng lên làm giảm hiệu suất của tuốc bin. Nhưng nếu hiệu suất quá nhỏ thì sẽ làm cho kích thước buồng xoắn sẽ tăng lên, thực tế là trong dao động vào khoảng 2/9 ms. Như vậy vận tốc kinh tế trong đường ống áp lực thường nhỏ hơn vận tốc dòng nước vào trong buồng xoắn. Do vậy giữa ống áp lực và cửa vào buồng xoắn có đoạn ống chuyển tiếp và diện tích thu hẹp.

Hình ảnh buồn xoắn được lắp đặt tại nhà máy thủy điện

Hình dạng tiết diện của buồng xoắn phụ thuộc vào cột nước được sử dụng và phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của việc xây dựng nhà máy. Trong cùng điều kiện góc bao buồng có kích thước hình thang đảm bảo kích thước mặt bằng của gian máy là nhỏ nhất, còn tiết diện hình tròn và tỷ số chiều cao trên chiều rộng càng lớn thì mặt bằng mặt bằng gian máy sẽ nhỏ. Tiết diện chữ chỉ sử dụng cho cột nước thấp và trung bình còn tiết diện tròn được sử dụng cho tuốc bin có cột nước cao.

Chọn kiểu buồng tuốc bin như thế nào được coi là phù hợp? điều đó sẽ được chúng tôi nói tiếp ở bài sau.