Nguyên tắc hoạt động của bộ phận hướng dòng

Thiết kế bộ phận hướng dòng đã được nói đến ở bài trước và đồng thời với nó là nhiệm vụ hoạt động và vận hành nhưng đối với cấu tạo của bộ phận hướng dòng thì nguyên tắc để có thể hoạt động được tốt nhất là như nào?

Nguyên tắc làm việc của cơ cấu này là sự liên hệ động năng giữa các thông số của tuốc bin và máy điều tốc (máy này có chức năng giúp điều chỉnh tốc độ của vòng quay).

Để có thể giảm tổn tối đa thiệt hại hay tổn thất của bộ phận hướng dòng đến mức thấp nhất, thì hình dạng các cánh phải thuận dòng và bề mặt tiếp xúc với nước phải nhẵn. Vì nó là trở lực của dòng chảy vào tuốc bin nên các cánh phải có hình dạng profil sao cho có thể đảm bảo được yêu cầu thủy lực. Mặt khác thì khi thiết kế buồng xoắn của tuốc bin, bộ phận hướng dòng phải đảm bảo rằng góc tới (tức là góc giữa các vector vận tốc của dòng chảy nước ra khỏi bộ phận hướng dòng và đường tiếp tuyến với đường tròn đi qua tâm quay của cánh hướng dòng) trong đa số chế độ làm việc của tuốc bin là bé nhất.

Hình ảnh một chiếc tuốc bin được công nhân sửa chữa và vận hành

Với sự phân tích ở trên thì ta có thể nhận thấy rằng việc chọn profil cánh hướng dòng là một vấn đề quan trọng nhằm mục đích đảm bảo rằng các nhiệm vụ và yêu cầu nâng cao hiệu suất của tuốc bin khi có cùng độ mở như nhau, các tiết diện cánh khác nhau sẽ có góc tới là khác nhau.

Do vậy khả năng thoát nước của chúng cũng khác nhau. Góc tới lớn nhất sẽ có khả năng thoát nước lớn nhất.Ứng với trường hợp góc lớn nhất là cánh lồi so với trục tuốc bin là độ cong dương, còn góc bé nhất ứng với trường hợp cánh lõm gọi là cánh có độ cong âm.

Dòng chảy nước đi  ra khỏi bộ phận hướng dòng bao giờ cũng tồn tại một lượng xoáy dù nhiều hay ít. làm giảm hiệu suất của tuốc bin. Để giảm tổn thất thủy lực, ta sẽ thiết kế profil cánh sao cho có khả năng thoát nước là lớn nhất, do vậy ta chọn loại cánh hướng dòng cho tuốc bin thiết kế.

Quá trình điều chỉnh lưu lượng của tuốc bin sẽ được chúng tôi nói đến ở bài tiếp theo.