Tính toán lực và momen thủy động tác dụng lên cánh

Động cơ tiếp lực với các kiểu động cơ tiếp lực và lực đẩy đã được nhắc đến ở bài trước momen thủy động tác dụng lên cánh hướng dòng với những tính toán về lực nhằm đảm bảo tuốc bin được vận hành tốt nhất.

Dòng chảy qua cánh hướng dòng tác dụng lên cánh một lực thủy động, đây chính là lực đã làm thay đổi cánh tủy theo độ mở. Trị số của lực này còn phụ thuộc vào kích thước hình dạng cánh với cột nước và độ mở a.

Khi được đóng hoàn toàn thì cánh hướng dòng này sẽ tạo ra áp lực tác dụng lên cánh đây chính là lực thủy tĩnh và đạt trị số lớn nhất. Để đảm bảo điều kiện làm việc đủ bền ta chọn điều kiện làm việc của cánh lúc chịu tải trọng lớn nhất để tính tức là lúc đóng hoàn toàn cánh hướng dòng. Để đơn giản hơn trong việc tính toán áp lực tác dụng lên cánh là áp lực thủy tĩnh.

Áp lực thủy tĩnh tác dụng lên cánh với áp lực thủy tĩnh, trọng lượng riêng của nước, cột áp tính toán, chiều dài hai điểm tiếp xúc của cánh và chiều cao của cánh hướng dòng.

Trong đó cánh hướng dòng phải chịu một lực ổn đinh, chịu tải trọng tĩnh. Nếu như xét về mặt thời gian vừa đóng cánh ta xét đến độ tăng áp lực thủy động do nước va đập gây ra.

Mà việc xác định chính xác độ tăng này rất phức tạp do vậy để đơn giản trong tính toán ta tính cảnh với áp lực của thủy tĩnh bằng công thức tính toán trên sau đó ta chọn hệ số an toán để tăng bền cho cánh.

Trong đó áp lực lên cánh có tính độ tăng cột áp với hệ số tăng bền của cánh cùng với chiều dài cánh tại vị trí được xác định bằng công thức sau:

Từ đó ta có sơ đồ tính toán lực của cánh hướng dòng như sau:

Mô-men tác dụng lên cánh bằng với bán kính của điểm đặc lực tổng hợp so với tâm quay cùng với độ lệch tâm của lực thủy động so với trục quay của cánh hướng dòng.

Tính lực cần thiết để quay vành điều chỉnh sẽ được nhắc đến ở bài sau.