Đánh giá phân bố tổn thất qua các khối vùng của tổ máy thuận nghịch bơm -tuabin bằng mô phỏng số 3D

Nghiên cứu sử dụng phần mềm mô phỏng số ANSYS-Fluent để phân tích và đánh giá phân bố tổn thất trong các khối vùng của một tổ máy thuận nghịch bơm –tuabin trong hai chế độ bơm và tuabin. Bài toán ổn định 3 chiều (3D) trên mô hình rối k-ε được sử dụng. Tổ máy mô hình mô phỏng bao gồm các khối như buồng xoắn,lưới cánh hướng, bánh công tác, ống hút ra và khoảng trống giữa các khối. Kết quả mô phỏng cho thấy trong vận hành bơm, vùng bánh công tác chiếm 56,2%, tiếp sau là cánh hướng và ống hút với 18,56% và 12,87%, tổn thất rò rỉ lưu lượng chiếm tỷ lệ thấp nhất với 2,63%; trong vận hành tuabin, tỷ lệ tổn thất thủy lực của bánh công tác vẫn chiếm tỷ lệ nhiều nhất là 59,13%, sau đó là vùng buồng xoắn với 11,69%. Những kết quả này có ý nghĩa trong việc dự báo các đặc tính thủy lực của dòng chảy và hiệu chỉnh thiết kế máy.

1. GIỚI THIỆU CHUNG *

2.THÔNG SỐ MÁY VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Thông số hình học của máy thuận nghịch PaT

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.3 Thiết lập bài toán mô phỏng 3D

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Kết quả phân bố dòng chảy trong chế độ tuabin

3.2 Ktuabin phân bổ rachi tivB trong chrachi ti

3.3 Đánh giá phân bố hơn tgiá phân bh hơn tgiá phân bh h“v

4. KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] D. Thoma and C. Kitteredge , "Centrifugal pupms operated under abnomal condition,"power , 1931.

[2] H. Nautiyal , V. Kumar and S. Yadav , "Experimental investigation of centrifugal pump working as turbine for small hydropower systems," Energy Science and Technology, 2011.

[3] N. Raman, . 1. Hussein and K. Palanisamy, Artists, An experimental investigation of pump as turbine for micro hydro application. [Art]. Foo Department of Mechanical Engineering, Universiti Tenaga Nasional (UNITEN).

[4] F. J. Gülich, "Turbine operation, general characteristics," in Centrifugal Pumps, Second edition, Springer Heidelberg Dordrecht London New York, ISBN 978-3-642-12823-3, 2010, pp. 717-734.

[5] R. S. Stelzer and R. N. Walters, Estimating reversible pump-turbine characteristic, United States: Engineerng and reseach center Bureau of reclamtion Denver , 1977.

[6] H. Bing, L. Tan and L. Lu, "Prediction method of impeller performance and analysis of loss mechanism for mixed-flow pump," Science China Technological Sciences, vol. 55, no. 7, pp. 1989-1994, 2012.

[7] F. J. Gülich, Centrifugal Pumps, Second edition, Springer Heidelberg Dordrecht London New York, ISBN 978-3-642-12823-3, 2010.

[8] F. Buse, "Using centrifigal pumps as hydraulic turbines," Chem eng 1981:113-7, pp. 8-18, 2005.

[9] S. Rawal and J. T. Kshirsagar, "Numerical simulation on a pump operaing in a turbine mode," in Proceeding of the twenty-third international pump users symposium, India, 2007.

[10] Y. SunSheng, C. Wang, K. Chen and X. Yu, "Research on blade thickness influencing Pump as Turbine," Advances in Mechanical Engineering, pp. 1-8, 2014.

[11] W.-G. Li, "Effects of viscosity on turbine mode performance and flow of a low specific speed centrifugal pump," Applied Mathematical Modelling, vol. 1, no. 23, pp. 5-20, 2015.

[12] B. B. Jasmina, M. R. Dragica and S. M. Dragan, "Pumps used as turrbines power recovery, energy efficiency, CFD analysis," Thermal science, vol. 18, no. 3, pp. 1030-1038, 2014.

[13] N. T. Nguyễn, "Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số hình học của bánh công tác đến đặc tính làm việc của máy thuận nghịch bơm – tuabin ns thấp," Luận án tiến sĩ, Hà Nội,

2019.

[14] L. D. Lê, "Tính toán thiết kế bánh công tác của bơm ly tâm," Bơm, quạt cánh dẫn, Hà Nội, Nhà xuât bản Bách Khoa, Hà Nội, 2011, pp. 120-130.

[15] G. Olimstad, T. Nielsen and B. Børresen, "Dependency on Runner Geometry for Reversible-Pump Turbine Characteristics in Turbine Mode of Operation," Journal of Fluids Engineering, vol. 134, no. 12, pp. 1-7, 2007.

[16] D. Massinissa, N. D. Guyh and G. Walid, "Numerical identification of key design parameters enhancingthe centrifugal pump performance: impeller,impeller-volute, and impellerdiffuser," ISRN Mechanical Engineering, pp. 1-16, 2011.

[17] Sun-Sheng Yang, Chao Wang, Kai Chen and Xin Yu, "Research on Blade Thickness Influencing Pump as Turbine," Advances in Mechanical Engineering, pp. 1-8, 2014.

[18] S. Derakhshan , B. Mohammadi and A. Nourbakhsh , "Incomplete sensitivities for 3D radial turbomachinery blade optimization.," Comput Fluids 37: 1354–1363, pp. 1354-1362, 2008.

[19] "http://www.ansys.com," 2015. [Online].

[20] Y. Xiao, W. Zhu, Z. Wang and J. Zhang, "Analysis of the internal flow behavior on S-shaped regionof a Francis pump turbineon turbine mode," International Journal for Computer -Aided Engineering and Software, vol. 33, no. N0, pp. 543-561, 2016.

[21] S. S. Yang, Y. Y. KongFY, H. ChenH and X. Su, "Effects of blade wrap angle influencing a pump as turbine," ASMEJ Fluids Eng, vol. 134, no. 6, pp. 1-8, 2012.

________________________________________________________________________________________________

Chi tiết bài báo xem tại đây: Đánh giá phân bố tổn thất qua các khối vùng của tổ máy thuận nghịch bơm -tuabin bằng mô phỏng số 3D

Nguyễn Thị Nhớ
Trường Đại học Thủy lợi

TẠP CHÍ KH&CN THỦY LỢI