Chuyển động xoáy quanh trục tuốc bin

Chuyển động quay của tuốc bin đã được chúng tôi nói đến ở bài trước với việc phải hoạt động trong điều kiện xoáy và quay liên tục thì trục tuốc bin cũng phải được thiết kế phù hợp với những chuyển động và hoạt động đó.

Phương trình nguyên lý cơ bản của tuốc bin xác lập sự kiện liên hệ giữa mô-men lực tác dụng của nước vào bánh xe với các thành phần vận tốc tại của vào và cửa ra của nó.

Trước khi đi vào bánh xe công tác, nước chảy qua các rãnh giữa các cánh hướng dòng, các cánh này được sắp xếp với các khoảng cách như nhau vòng quanh bánh xe công tác và làm với mặt kinh tuyến (mặt phẳng đi qua trục quay) các góc bằng nhau. Như vậy dòng nước trước, trong và sau bánh xe công tác là dòng chuyển động xoáy quanh trục tuốc bin (dòng chảy xoáy) và đối xứng với trục đó.

Để xác định lực và các chỉ tiêu năng lượng của dòng chảy lên bánh xe công tác ta vận dụng định luật moomen động lượng của chuyển động.

Theo định luật biến thiên động lượng thì ta có tổng khối lượng dòng chảy nước đang xét bằng với tổng moomen của ngoại lực có tác dụng lên các khối nước.

Sơ đồ biểu diễn dòng chảy trong bánh xe công tác

Do khối nước có dạng tròn xoay nên moomen áp lực bằng không. Lực ma sát rất nhỏ có thể bỏ qua. Như vậy, moomen ngoại lực ở đây là do tác dụng của bánh xe công tác lên dòng chảy. Moomen này đúng bằng moomen tác dụng của dòng chảy lên các bánh xe công tác là M, song có hướng ngược lại (theo định luật III Newton). Do đó ta có công suất tác dụng lên trục tuốc bin là do moomen quay tạo nên với công suất này do dòng nước tạo nên thì cột nước làm việc của tuốc bin và hiệu suất thủy lực.

Phương trình nguyên lý và các trạng thái của dòng chảy trong bánh xe công tác sẽ được chúng tôi nói với bạn ở bài sau.