Tài liệu Tuốc bin nhiệt điện ,chương 5 ppt

- 106 -






CHặNG 5

TấNH TOAẽN TệNG TUC BIN

5-1. Lổỷa choỹn caùc õỷc tờnh vaỡ tờnh toaùn tỏửng tuọỳc bin (tỏửng õồn).
Khi tờnh toaùn tỏửng tuọỳc bin cỏửn phaới lổỷa choỹn kờch thổồùc cuớa noù, hỗnh daùng
prọfin cuớa daợy ọỳng phun vaỡ caùnh õọỹng, chióửu cao dỏy caùnh, goùc õỷt caùnh quaỷt, kóỳt
cỏỳu cuớa õai caùnh õọỹng vaỡ caùc khe hồớ, v.v sao cho vồùi chi phờ chóỳ taỷo vổỡa phaới maỡ
tỏửng vỏựn thoớa maợn yóu cỏửu kinh tóỳ vaỡ õaớm baớo vióỷc laỡm an toaỡn. ọửng thồỡi vồùi
vióỷc xaùc õởnh caùc kờch thổồùc chuớ yóỳu cuớa tỏửng cỏửn phaới õaùnh giaù chờnh xaùc hióỷu
suỏỳt cuớa noù.
Khi thióỳt kóỳ tuọỳc bin mồùi yóu cỏửu tỏỷn duỷng tọỳi õa caùc daỷng prọfin õaợ nghión
cổùu vaỡ
theo caùc tióu chuỏứn thióỳt kóỳ. ióửu õoù cho ta vổợng tỏm tờnh toaùn tỏửng vaỡ giồùi
haỷn mọỹt caùch hồỹp lyù sọỳ lổồỹng prọfin tuọỳc bin. Chố trong trổồỡng hồỹp õỷc bióỷt lừm
mồùi nón xỏy dổỷng profin hoaửn toaỡn mồùi.
Tờnh toaùn tỏửng theo õổồỡng kờnh trung bỗnh (thọng thổồỡng vồùi d/l > 10
ữ
15 ).
Nhổợng õaỷi lổồỹng cho trổồùc:
a- Lổu lổồỹng hồi G ; caùc thọng sọỳ cuớa hồi
o

P
,
o
i
; hổồùng doỡng hồi khi vaỡo tỏửng
(goùc
o
);
b- Tỏửn sọỳ quay n ;
c- ọỹ sổớ duỷng tọỳc õọỹ ra
2C
x
;
Mọỹt õaỷi lổồỹng õổồỹc choỹn theo dổỷ kióỳn sồ bọỹ :
d- ọỹ phaớn lổỷc ;
e- Tyớ sọỳ tọỳc õọỹ u/ca
f- ọỹ phun hồi e ,v.v
Ngoaỡi ra, nóỳu tờnh mọỹt trong caùc tỏửng trung gian thỗ kờch thổồùc cuớa noù
(õổồỡng kờnh, chióửu cao vaỡo vaỡ ra cuớa caùnh quaỷt) phaới phuỡ hồỹp vồùi phỏửn chaớy cuớa
toaỡn tuọỳc bin.
Trỗnh tổỷ tờnh toaùn tỏửng tuọỳc bin.
Choỹn lổỷa õọỹ phaớn lổỷc.
Ngaỡy nay tuọỳc bin hồi õổồỹc chóỳ taỷo vồùi caùc tỏửng xung lổỷc (coù baùnh tộnh) vaỡ
phaớn lổỷc. Kóỳt cỏỳu cuớa nhổợng tỏửng ỏỳy õổồỹc trỗnh baỡy trong hỗnh 5-1.


- 107 -

Khi thióỳt kóỳ õỏửu tión ta lổỷa choỹn kióứu tỏửng. Nóỳu laỡ tỏửng xung lổỷc thỗ choỹn

= 0,05
ữ
0,25 trong õoù tyớ sọỳ d/l caỡng beù thỗ

õổồc choỹn caỡng lồùn. Nóỳu coù phun
hồi tổỡng phỏửn thỗ choỹn

= 0,02 ữ 0,10 . Trong caùc tỏửng xung lổỷc phỏửn nhióỷt giaùng
chuớ yóỳu h
o1
= ( 1 - )
o
h
bióỳn õọứi trong daợy ọỳng phun õổồỹc bọỳ trờ trong baùnh tộnh
( Hỗnh 5-1a). Nhổ vỏỷy prọfin cuớa caùnh ọỳng phun vaỡ caùnh õọỹng cuớa tỏửng hoaỡn toaỡn
khaùc nhau. Trong daợy caùnh õọỹng doỡng gia tọỳc khọng õaùng kóứ tuy goùc quaỷt cuớa noù
lồùn.
l1 l2
d1
a
a
a
b
a
b

a
k
k
r
dk
d2
db
d2d1
l2l'1 l1 l'2
a
r
rk
v2
v1
a2
t2
b
1
a1
t1
y
y
B2
B1
b
2
a1
y
B1
a2

b
2
B2
t1
b
1
y
t2
a)
b)

Hỗnh 5-1. ỷc tờnh hỗnh hoỹc cuớa caùc daợy caùnh
a- kióứu xung lổỷc b- kióứu phaớn lổỷc



- 108 -






Trong pháưn phn lỉûc ngỉåìi ta chn
ρ

≈ 0,5. Tênh cháút ca dng bao dy
äúng phun v cạnh âäüng thỉûc tãú l giäúng nhau, v bn thán präfin áúy thỉåìng cọ
kêch thỉåïc nhỉ nhau ( cung cạnh, mẹp cạnh .v.v )
Khi lỉûa chn âäü phn lỉûc cáưn lỉu ràòng, nãúu tàng

ρ
dng bao quanh cạnh
âäüng s täút hån, dng s tàng täúc hån. Vç váûy m hiãûu sút tỉång âäúi trãn cạnh
quảt tàng lãn. Màût khạc do tàng nhiãût giạng trãn dy cạnh âäüng mäüt pháưn håi s
khäng âi qua nọ m lt qua cạc khe håí, vç váûy m gim hiãûu qu ca táưng.
Âàûc âiãøm ca táưng cọ âäü phn lỉûc tàng l tàng lỉûc tạc dủng lãn cạnh quảt
v âéa theo hỉåïng dc trủc. Trong pháưn túc bin âiãưu âọ s lm cho kãút cáúu ca
táưng phỉïc tảp thãm v cọ thãø gim hiãûu qu kinh tãú ca túc bin.
Chụ ràòng, khi tàng âäü phn lỉûc
ρ
s gim nhiãût giạng l thuút täúi ỉu :

ρ
αϕ
−
≈
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
12
cos
1
opt
ca
u

Do âọ s tàng säú táưng v giạ thnh ca túc bin.Váûy l, viãûc lỉûa chn âäü phn lỉûc

ρ
l mäüt bi toạn kinh tãú - k thût
Chn t säú täúc âäü u/c
a
.
Ty thüc vo âäü phn lỉûc m xạc âënh t säú täúc âäü täúi ỉu (u/c
a
)
opt
nhàòm
âm bo hiãûu sút tỉång âäúi cỉûc âải
max
oL
η trãn cạnh quảt ca táưng. Thãú nhỉng
ngoi cạc täøn tháút nàng lỉåüng trong cạc dy cạnh
∆
h
C
,
∆
h
L
v täøn tháút båíi täúc âäü
ra ∆h
C2
, trong táưng cn nhiãưu täøn tháút phủ khạc. Täøn tháút phủ cng låïn, t säú täúc
âäü täúi ỉu cng tháúp.
Cng cáưn lỉu ràòng, nãúu gim ( u/c
a

) < (u/c
a
)
opt
våïi cng mäüt täúc âäü vng
nhỉ nhau trong táưng s cọ nhiãût giạng låïn, mäüt màût s lm gim hiãûu sút η
oL
màût
khạc gim säú táưng hồûc âỉåìng kênh ca táưng, do âọ túc bin âỉåüc chãú tảo r hån.
Âäúi våïi mäüt säú táưng túc bin úu täú quan trng âãø lỉûa chn u/c
a
l sỉû lm
viãûc trong âiãưu kiãûn chãú âäü lm viãûc thay âäøi.
Xạc âënh kêch thỉåïc ch úu:

Våïi nhiãût giạng ca táưng â cho
o
h = h
o
+
2
2
o
C
v t säú täúc âäü u/c
a
â
chn âỉåìng kênh ca táưng bàòng:
d =
a

o
c
u
n.
h.2
π

Trong âọ:
o
h
- tênh bàòng J/kg ; n - tênh bàòng s
-1



- 109 -






Trong mọỹt sọỳ trổồỡng hồỹp khi cho õổồỡng kờnh d , coù thóứ xaùc õởnh nhióỷt
giaùng lyù thuyóỳt cuớa tỏửng ;

o
h
= h
o
+

2
a
c
u
dn
2
1















(5-1)
Tióỳt dióỷn ra cuớa daợy ọỳng phun õọỳi vồùi chóỳ õọỹ dổồùi ỏm, tổùc laỡ khi
M
1t
= C
1t
/ a
1

< 1 hay laỡ
1
= P
1
o
P
>
*
, tổỡ phổồng trỗnh lión tuỷc tỗm õổồỹc :
F
1 =
t11
t11
c
v
G
à
; (5-2)
Trong õoù : c
1t
=
o
h)1(2h2 =o

Coỡn thóứ tờch rióng v
1t
xaùc õởnh theo õọử thở i-s ồớ cuọỳi quaù trỗnh baỡnh trổồùng
õúng entrọpi trong daợy caùnh ( Hỗnh 5-2). Hóỷ sọỳ lổu lổồỹng à
1
phuỷ thuọỹc vaỡo caùc

thọng sọỳ hỗnh hoỹc vaỡ chóỳ õọỹ laỡm vióỷc cuớa daợy caùnh. Khi tờnh toùan sồ bọỹ coù thóứ lỏỳy
tổỡ õọử thở Hỗnh 5-3, lỏỳy gỏửn õuùng
à
1
= 0,97.
h01
ho
ho2
hc hc
hc2
2
c2
2

c2
2

o
2
co
io
o
to
p1
p2
2t
2
1
0
v1t

v2t
s

Hỗnh. 5.2. Quaù trỗnh giaớn nồớ cuớa hồi tỏửng tuọỳc bin trón õọử thi i-s


- 110 -






Nóỳu tỏửng laỡm vióỷc trong vuỡng hồi ỏứm thỗ hóỷ sọỳ lổu lổồỹng
à
a
lồùn hồn so vồùi
hóỷ sọỳ lổu lổồỹng õọỳi vồùi hồi quaù nhióỷt à
qn
( Hỗnh 5-4) . où laỡ do coù sổỷ baỡnh trổồùng
hồi khọng cỏn bũng trong daợy caùnh tuọỳc bin, vỗ thóỳ thóứ tờch rióng cuớa hồi ồớ tióỳt
dióỷn ra cuớa daợy caùnh giaớm so vồùi thóứ tờch rióng cuớa hồi tờnh theo õióửu kióỷn baỡnh
trổồùng cỏn bũng nhióỷt õọỹng lổỷc hoỹc. Nhổợng giaù trở cuớa hóỷ sọỳ lổu lổồỹng õaợ nóu õọỳi
vồùi hồi quaù nhióỷt vaỡ hồi ỏứm laỡ giaù trở trung bỗnh.
Muọỳn chờnh xaùc hồn ngổồỡi ta duỡng caùc giaù trở thổỷc nghióỷm.
Nóỳu doỡng coù tọỳc õọỹ vổồỹt ỏm, tổùc laỡ M
1t
> 1 ( hay laỡ
1
<

*
). Thổồỡng ngổồỡi
ta duỡng daợy caùnh nhoớ dỏửn, nhổng trong trổồỡng hồỹp naỡy dióỷn tờch ra õổồỹc tờnh toaùn
theo cọng thổùc :



=
Cu
v
G
F
1
11
1
(5-3)
õỏy :
v
1*
vaỡ C
*
ổùng vồùi tyớ sọỳ aùp suỏỳt
1
<
*
hay laỡ nhióỷt giaùng tồùi haỷn h
*
= C
*
/2 ,

trong õoù :
C
*
=
oo
vP
1k
k
2
vkP
+
=


01 2 3 45
0,88
0,90
0,92
0,94
0,96
0,98
1,00
à
Daợy ọỳng phun
Daợy caùnh õọỹng
o
130
o
105
145

o
l/b
Hỗnh. 5.3. Hóỷ sọỳ lổu lổồỹng õi qua daợy caùnh voỡng cuớa
tuọỳc bin
à
1
vaỡ
à
2
tuyỡ thuọỹc vaỡo chióửu cao tổồng õọỳi
l/b vaỡ goùc quỷt cuớa doỡng
= 180

(
1
+

)




- 111 -






Chióửu cao ồớ õỏửu ra cuớa daợy ọỳng phun l

1
( Hỗnh 5.1) õổồỹc xaùc õởnh tổỡ bióứu thổùc :
E111
1
1
sined
F
l

= (5-4)
Trong õoù :
e - ọỹ phun hồi - chióửu daỡi cuớa cung coù daợy ọỳng phun trón toaỡn voỡng troỡn.



=
d
tZ
e
1
11
(5-3)
Thổỷc hióỷn phun hồi tổỡng phỏửn e < 1 trong tỏửng õióửu chốnh vaỡ trong caùc tỏửng
õỏửu cuớa tuọỳc bin coù cọng suỏỳt khọng lồùn ( tồùi P = 4 ữ12 MW )
Goùc ra hổợu hióỷu
1E
õổồỹc cho trổồùc. Nón lổu yù rũng, mọỹt mỷt ngổồỡi ta
muọỳn giaớm

1E

õóứ tng chióửu cao vaỡ nỏng cao hióỷu suỏỳt cuớa tỏửng ( bồới vỗ tọứn thỏỳùt
bồới tọỳc õọỹ ra gỏửn tyớ lóỷ vồùi sin
2

1
, mỷt khaùc khi giaớm
1E
seợ laỡm tng tọứn thỏỳt
prọfin trong daợy caùnh vaỡ tng cổồỡng õổồỡng õi
a
/sin
1
cuớa doỡng hồi õi qua khe
hồớ doỹc giổợa caùnh ọỳng phun vaỡ caùnh õọỹng, do õoù seợ laỡm cho hồi roỡ vóử phờa õốnh vaỡ
tng tọứn thỏỳt trong khe hồớ. Trong thổỷc tóỳ õọỳi vồùi tỏửng xung lổỷc ngổồỡi ta quy õởnh
goùc

1E
tọỳi ổu bũng 11
o
-16
o
Giaù trở cuớa

1E
beù õổồỹc aùp duỷng trong caùc tỏửng coù
caùnh quaỷt ngừn õóứ tng chióửu cao cuớa noù.
0
à
2 4 6 8 10 12 14 16

%
ọ
ỳn
g
ph
un
a
à
qn
1,00
1,01
1,02
1,03
1,04
1,05
1,06
0,05
0,00
0,1
0,2
0,5
y2


Hỗnh. 5.4. aớnh hổồớng õọỹ ỏứm cuớa hồi taỷi tióỳt dióỷn ra cuớa daợy caùnh
tồùi hóỷ sọỳ lổu lổồỹng

- 112 -






Theo caùc õaỷi lổồỹng
1E
, goùc vaỡo õaợ cho
o
( phỏửn lồùn
o
90
o
) vaỡ sọỳ M
1t
,
ta choỹn prọfin cuớa ọỳng phun ( chổồng 4) vaỡ theo caùc õỷc tờnh khờ õọỹng lổỷc hoỹc cuớa
daợy caùnh õaợ choỹn ta xaùc õởnh goùc õỷt

y
vaỡ bổồùc tổồng õọỳi cuớa noù
t
.
Cung cuớa prọfin b
1
( Hỗnh 5.1) õổồỹc choỹn sao cho, coù thóứ baớo õaớm õỏửy õuớ
õọỹ bóửn cuớa caùnh quaỷt vaỡ õọỹ cổùng cuớa baùnh tộnh khi laỡm vióỷc ồớ chóỳ õọỹ vỏỷn haỡnh
nỷng nóử nhỏỳt. Thọng thổồỡng õọỳi vồùi caùc tỏửng xung lổỷc b

1
= 40
ữ
80mm. ọỳi vồùi
tng phaớn lổỷc cung cuớa prọfin daợy ọỳng phun thổồỡng bũng cung cuớa prọfin daợy
caùnh õọỹng b
1
= b
2
= 20 ữ 60 mm.
Sau khi lổỷa choỹn cung cuớa profin b
1
, phaới tờnh chióửu cao tổồng õọỳi l
1
= l
1
/b
1

vaỡ tờnh laỷi bổồùc tổồng õọỳi cho chờnh xaùc hồn
1
t = t
1
/b
1
õóứ cho sọỳ caùnh z
p
laỡ sọỳ
nguyón vaử chụn.
Trong nhổợng tỏửng õỏửu cuớa mọỹt sọỳ tuọỳc bin cao aùp, nóỳu giaù trở cuớa b

1
quaù beù,
õóứ tng õọỹ cổùng cho baùnh tộnh cỏửn phaới haỡn thóm gồỡ tng cổồỡng, tuy nhión, hióỷu
quaớ kinh tóỳ cuớa tỏửng seợ bở giaớm.
Tờnh hóỷ sọỳ Reynolds

=
t11
1
Cb
Re
vaỡ tyớ sọỳ d
1
/l
1
ta coù thóứ lỏỳy chờnh xaùc õỷc tờnh cuớa daợy caùnh.
óứ tờnh tọỳc õọỹ thổỷc cuớa doỡng C
1
phaới bióỳt hóỷ sọỳ tọứn thỏỳt nng lổồỹng

C
.
Theo caùc thọng sọỳ hỗnh hoỹc vaỡ chóỳ õọỹ laỡm vióỷc õaợ bióỳt coù thóứ tỗm õổồỹc
C
qua caùc
õỷc tờnh khờ õọỹng lổỷc hoỹc.
Nhổng trong tỏửng thổỷc, hỗnh daỷng caùc daợy caùnh vaỡ caùc õióửu kióỷn doỡng bao
coù khaùc vồùi khi tióỳn haỡnh nghión cổùu tộnh vaỡ xỏy dổỷng caùc õỷc tờnh, cho nón tọứn
thỏỳt nng lổồỹng lồùn hồn chuùt ờt vaỡ bũng :

C
= (
C
)
baớng
+ (0,01 ữ0,03)
Khi tờnh toaùn sồ bọỹ tỏửng tuọỳc bin coù thóứ duỡng giaù trở trung bỗnh cuớa hóỷ sọỳ tọỳc õọỹ

=
C
1
( Hỗnh 5-5)
Giai õoaỷn tờnh toaùn tióỳp theo laỡ dổỷng tam giaùc tọỳc õọỹ vaỡo, xaùc õởnh tọỳc õọỹ tổồng
õọỳi vaỡo daợy caùnh õọỹng W
1
vaỡ goùc õởnh hổồùng cuớa noù
1.
. Muọỳn vỏỷy, phaới tờnh tọỳc
õọỹ C
1
=

C
1t
vaỡ goùc õởnh hổồùng

1
cuớa noù (nhổ ồớ chổồng 3) hay laỡ trong nhióửu
trổồỡng hồỹp chỏỳp nhỏỷn :
sin

1
sin
1E
=
1
1
t
O

óứ tờnh daợy caùnh õọỹng cỏửn bióỳt traỷng thaùi hồi trổồùc noù. Muọỳn vỏỷy phaới tờnh tọứn
thỏỳt nng lổồỹng trong daợy ọỳng phun :


- 113 -







)1(
2
C
hh
2
2
t1
C1oC
ϕ−=ζ=∆

(5-7)

Nãúu cho ràòng gọc vo dy cạnh âäüng l
β
1
v viãút phỉång trçnh liãn tủc cho tiãút
diãûn ra ca dy cạnh âäüng, thç cọ thãø tçm âỉåüc chiãưu cao åí mẹp vo :

1111
t1
2
2
sineWd'
v
G
'I
βπµ
=


Âãø ràòng, W
1
sinβ
1
= C
1
sinα
1
cho gáưn âụng µ
1

'

= µ
1
ta tháúy ràòng chiãưu cao ca
dy cạnh âäüng åí âáưu vo vãư l thuút bàòng chiãưu cao ca dy äúng phun l
2
'

= l
1

Trong thỉûc tãú cạnh âäüng ln cọ âäü chåìm so våïi chiãưu cao ca dy äúng phun, tỉïc
l l
2
'

> l
1

Âäü chåìm
trong táưng l âải lỉåüng ∆l
b
+ ∆l
k
= l
2
'

= l

1
(Hçnh5.1) Âäúi våïi nhỉỵng táưng
cọ dy cạnh tỉång âäúi khäng cao làõm cáưn chn âäü chåìm täúi thiãøu åí gọc
∆l
k
= 1,0 ÷1,5mm v åí âènh ∆l
b
= 1,5 ÷ 2,0mm.
01 23 45 302154
0,86
0,88
0,90
0,92
0,94
0,96
0,98
ψ
ϕ
∆β ≤ 90
o
b2/l2
b1/l1
1
3
0
o
1
4
5
o

o
9
35
o
a)
b)

Hçnh. 5.5. Hãû säú täúc âäü
ϕ
(a) v
ψ
(b) dng cho mảng vng tu thüc vo
l/b v gọc qût ca dng
∆β
θ =
d/l
θ = 8



- 114 -






Trong caùc tỏửng xung lổỷc coù caùnh ngừn khọng nón õóứ õọỹ chồỡm lồùn vỗ seợ sinh
ra tọứn thỏỳt phuỷ do hồi roỡ qua khe hồớ, do doỡng bở mồớ rọỹng vaỡ taỷo thaỡnh vuỡng xoaùy
trong raợnh. Trong caùc tỏửng cuọỳi cuớa tuọỳc bin ngổng hồi vồùi caùnh quaỷt daỡi cho

pheùp õóứ õọỹ chồỡm tồùi 20 mm vaỡ hồn nổợa.
Khi bióỳt tỏỳt caớ caùc thọng sọỳ ồớ õỏửu vaỡo daợy caùnh õọỹng coù thóứ tióỳn haỡnh tờnh
toaùn vaỡ lổỷa choỹn prọfin.
Dióỷn tờch ra cuớa daợy caùnh õọỹng õọỳi vồùi chóỳ õọỹ dổồùi tồùi haỷn, tổùc laỡ :
M
2t
= W
2t
/ a
2
< 1 Hay laỡ :

>=
12
2
'p/p
Trong õoù ;
p'
1
- Aùp suỏỳt haợm trong chuyóứn õọỹng tổồng õọỳi coù thóứ tỗm qua phổồng trỗnh
lión tuỷc :

t22
t22
2
W
v
G
F
à

=
(5-8)
Tọỳc õọỹ W
2t
:

2
1
o
t2
Wh2W +=

Coỡn thóứ tờch rióng v
2t
xaùc õởnh theo õọử thở i-s ồớ cuọỳi quaù trỗnh baỡnh trổồùng
õúng entrọpi trong daợy caùnh (Hỗnh 5.2 ). Hóỷ sọỳ lổu lổồỹng à
2
= 0,93.
Nóỳu laỡ doỡng hồi ỏứm chaớy qua daợy caùnh phaớn lổỷc thỗ hóỷ sọỳ lổu lổồỹng seợ tng
vaỡ coù thóứ tỗm õổồỹc trong (Hỗnh 5.4).
Vồùi doỡng chaớy vổồỹt ỏm, tổùc laỡ vồùi M
2t
> 1 ( hay laỡ

2
>

*
) dióỷn tờch ra seợ
tỗm õổồỹc qua phổồng trỗnh :

à
=
W
v
G
F
2
*22
2
(5.9)
õỏy , v
2*
vaỡ W
*
ổùng vồùi tyớ sọỳ aùp suỏỳt tồùi haỷn p
2
/
p
1
' =

*
hay laỡ nhióỷt
giaùng tồùi haỷn h
*
= W
*
2

/2 , trong õoù :

'v'p
1k
k
2
vkpW
1
1*2*2*
+
==

Trong phỏửn lồùn caùc tỏửng vaỡnh kinh tuyóỳn cuớa caùnh õọỹng coù daỷng õổồỡng
vióửn ngang ( hỗnh truỷ ) tổùc laỡ l
2
= l'
2
. Trong mọỹt sọỳ trổồỡng hồỹp, õỷc bióỷt laỡ trong
daợy tỏửng cuọỳi cuớa tuọỳc bin l
2
> l'
2
vaỡ õổồỹc lổỷa choỹn theo õióửu kióỷn õóửu dỷn cuớa
phỏửn chaớy tổỡng cuỷm tỏửng. Vồùi giaù trở cuớa l
2
õaợ choỹn xaùc õởnh goùc ra hióỷu duỷng cho
daợy caùnh õọỹng :

22
2

E2
eld
F
sin

=
(5-10)


- 115 -






Âãø thäúng nháút họa cạc cạnh âäüng cọ thãø cho trỉåïc gọc β
2E
v cäng thỉïc (5-10)
âỉåüc dng âãø tênh chênh xạc chiãưu cao l
2
. Nãúu khäng tçm âỉåüc âäü chåìm cho phẹp
thç hồûc l thäi viãûc thäúng nháút họa, hồûc l thiãút kãú lải táưng bàòng cạch chn âäü
phn lỉûc
ρ
khạc.
Thỉåìng ta cháúp nháûn G
2
= G
1

= G lục âọ tỉì cạc phỉång trçnh liãn tủc âäúi
våïi dy cạnh ca táưng cọ thãø cọ t säú :

t12
t21
E11
E22
1t12
2t21
11
22
vl
v
l
sin/sin
sin
/
sin
/vl
/
vl
sinC
sinW
≈
αα
β
β
µϕ
µ
ψ

=
α
β
5-11)
Phán têch biãøu thỉïc ny, ta tháúy ràòng khi v
2t
/ v
1t

≈
1, tỉång ỉïng våïi táưng
xung lỉûc hay báút cỉï táưìng no cọ täúc âäü bẹ ( M < 1 ), thnh pháưn täúc âäü dc trủc åí
âáưu ra cạc dy cạnh t lãû nghëch våïi chiãưu cao cạnh quảt v W
2
sinβ
2
< C
1
sinα
1

Trong cạc táưng cọ täúc âäü phn lỉûc låïn, âỉåüc thiãút kãú våïi nhiãût giạng cao, v
2t

/ v
1t
> 1 v 1
sinC
sinW
11

22
>
α
β
(Hçnh 5-6)
Tu theo âải lỉåüng
β
2E
, ỉåïc chỉìng bàòng giạ trë ca gọc vo
β
1
(cọ thãø khạc
våïi β
1opt
chụt êt) v säú M
2t
, ta chn präfin cạnh âäüng, cn theo cạc âàûc tênh khê
âäüng ca dy cnh â chn ta xạc âënh gọc âàût β
y
v bỉåïc
2
t ca nọ.
a)
b)
c)

Hçnh. 5.6. Tam giạc täúc âäü cho táưng túc bin
a)
ρ
< 0,1

b)
ρ

≈
0,5 v v
2t
/v
1t

ρ

≈
1
c)
ρ

≈
0,5 v v
2t
/v
1t

ρ

≈
1,6


- 116 -

Kêch thỉåïc tuût âäúi ca cung präfin âỉåüc lỉûa chn trỉåïc hãút tỉì âiãưu kiãûn
tin cáûy. Tênh gáưn âụng, ta xem cạnh âäüng nhỉ l dáưm cäng xän, âỉåüc ghẹp cỉïng,
v cọ thãø tçm âỉåüc mämen ún låïn nháút phạt sinh åí tiãút diãûn gäúc ca cạnh quảt
(trỉåìng håüp präfin khäng thay âäøi theo chiãưu cao):
σ
ún
min2
2
2 eWZ
Rl
≈
Lỉûc R tạc dủng lãn cạnh quảt tênh theo Ru v Ra (Chỉång 3) tỉïc l :
R =
22
RaRu +
Cn mämen khạng W
min
láúy theo tiãu chøn hồûc phi tênh. Âäúi våïi thẹp
khäng ré, loải thẹp thäng dủng trong chãú tảo cạnh âäüng, thỉåìng cháúp nháûn
[ σ
ún
] = 30 ÷ 80 Mpa giạ trë låïn dng cho táưng phn lỉûc.
Nãúu kêch thỉåïc chn âỉåüc ca präfin khäng tha mn u cáưu vãư sỉïc bãưn
thç cáưn tàng cung präfin theo biãøu thỉïc:
][b

'b
uon
uon
σ
σ
=

Trong lục váùn giỉỵ sỉû âäưng dảng ca táút c kêch thỉåïc ca dy präfin, thnh
thỉí bỉåïc tỉång âäúi
t = t/b cng khäng thay âäøi.
Båíi vç ln ln phi kiãøm tra c âäü tin cáûy vãư rung âäüng ca cạnh quảt,
nãn cọ thãø xem gáưn âụng ràòng, táưn säú dao âäüng riãng t lãû thûn våïi cung präfin.
Sau khi chn xong dy cạnh v xạc âënh mi kêch thỉåïc ca táưng cáưn tênh
âụng cạc täøn tháút nàng lỉåüng trong táưng v hiãûu sút tỉång âäúi trãn cạnh âäüng η
OL

.
Täøn tháút nàng lỉåüng trãn dy cạnh âäüng ∆h
L
tênh theo cäng thỉïc :
∆h
L
= )1(
2
W
2
W
h
2
2

t2
L
2
1
02
ψ−=ξ
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+ (5-14)
Cọ thãø tçm hãû säú täøn tháút ξ
L
tỉì cạc âàûc tênh khê âäüng theo cạc thäng säú hçnh
hc v chãú âäü lm viãûc â biãút .
Trong thỉûc tãú, nháút l khi cọ âäü räúi khạ låïn ca dng åí âáưu vo dy cạnh
âäüng v nh hỉåíng ca dy cạnh täøn tháút nàng lỉåüng s låïn hån, cho nãn thỉûc tãú:

ξ
L
= (
ξ
L
)
atlat
+ 0,03

÷
0,05 (5-15)
Âäúi våïi táưng xung lỉûc, âäúi våïi táưng phn lỉûc, säú hiãûu chènh áúy s bẹ hån v
≈ 0,02.
Khi tênh toạn så bäü cọ thãø dng giạ trë trung bçnh ca hãû säú täúc âäü
L
1 ζ−=ψ
( Hçnh 5-5). Trãn Hçnh 5-7 cng trçnh by giạ trë ca hãû säú täúc âäü
ϕ



- 117 -






õọỳi vồùi daợy ọỳng phun tuỡy thuọỹc vaỡo chióửu cao l
1
, vaỡ trón hỗnh 5-8 hóỷ sọỳ tọỳc õọỹ
õọỳi vồùi daợy caùnh õọỹng tuỡy thuọỹc vaỡo chióửu cao l
2
vaỡ caùc goùc
1
vaỡ
2
.

Nhổợng õọử thở naỡy coù giaù trở vaỡ beù hồn giaù trở nhỏỷn õổồỹc qua kóỳt quaớ thờ
nghióỷm tộnh caùc daợy caùnh. Nhổng coù thóứ duỡng õóứ õaùnh giaù sồ bọỹ hióỷu suỏỳt cuớa
tỏửng, nồi coù nhổợng tọứn thỏỳt phuỷ ( do doỡng khọng ọứn õởnh theo chu kyỡ, coù roỡ rộ hồi,
aớnh hổồớng cuớa õọỹ chồỡm, v .v ) maỡ thổồỡng chổa õổồỹc kóỳ õóỳn khi tờnh hióỷu suỏỳt
cuớa tỏửng.
óứ tờnh hióỷu suỏỳt vaỡ cọng suỏỳt cuớa tỏửng cỏửn xỏy dổỷng tam giaùc tọỳc õọỹ ra
(Hỗnh 3-27). Muọỳn vỏỷy, ta tờnh tọỳc õọỹ W
2
= W
2t
vaỡ xaùc õởnh goỳc hổồùng cuớa noù
theo cọng thổùc (3-57) hay laỡ trong nhióửu trổồỡng hồỹp coù thóứ chỏỳp nhỏỷn

2




2E
vaỡ:
sin

2


sin

2E
=
2

2
t
O

Tuy nhión nóỳu coù tọỳc õọỹ vổồỹt ỏm M
2t
> 1 , cuợng nhổ trong doỡng chaớy cuớa
hồi ỏứm thỗ phaới tờnh õóỳn sổỷ chónh lóỷch giổợa

2
=

2E

Sau khi tờnh tọứn thỏỳt bồới tọỳc õọỹ ra :

2
C
h
=
2
C
2
2

0
0,93
0,94
0,95
0,95

0,96
0,98
50 100 150 200 250

l1(mm)



H
ỗnh. 5.7. Hóỷ sọỳ tọỳc õọỹ

õọỳi vồùi daợy ọỳng phun nhoớ dỏửn tuyỡ thuọỹc vaỡo
Chióửu cao l
1



- 118 -






Chuù yù õóỳn mổùc sổớ duỷng noù vaỡo tỏửng tióỳp theo
2
C

ta xaùc õởnh hióỷu suỏỳt :

OL
= 1 -
o
-
L
-
C2
( 1-
2C

) =
o
C
C
o
L
o
C
E
h
)1(
E
h
E
h
1
2
2

Hay laỡ :

OL
=
o
2211
E
)cos
W
cos
W
(u

+

(5-17)
Vaỡ dổỷng quaù trỗnh daợn nồợ cuớa hồi trón õọử thở i-s ( Hỗnh 5-2).
Muọỳn tờnh hióỷu suỏỳt trong tổồng õọỳi cuớa tỏửng
OL
, cọng suỏỳt trong P
1
vaỡ
caùc thọng sọỳ hồi ồớ õỏửu vaỡo cuớa tỏửng tióỳp theo cỏửn tờnh õóỳn tọứn thỏỳt phuỷ trong tỏửng
ỏỳy
Baỡi toaùn vóử thióỳt kóỳ tỏửng nhổ õaợ trỗnh baỡy trón õỏy laỡ baỡi toaùn ngổồỹc. Baỡi

toaùn thuỏỷn laỡ baỡi toaùn õoỡi hoới phaới xaùc õởnh caùc thọng sọỳ cuớa doỡng, kóứ caớ caùc tióỳt
dióỷn bón ngoaỡi daợy caùnh, vồùi caùc õióửu kióỷn õaợ cho vaỡ bióỳt trổồùc kờch thổồùc cuớa daợy
caùnh, trong õoù coù caớ prọfin.

5.2- Tờnh toaùn tỏửng tọỳc õọỹ
Nhióỷt giaùng
o
h
trong tỏửng tuọỳc bin do tọỳc õọỹ voỡng u vaỡ tyớ sọỳ tọỳc õọỹ u/c
a

xaùc õởnh. Roợ raỡng laỡ u/c
a
caỡng beù, vồùi giaù trở u õaợ cho, nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt
o
h
050100
0,93
0,94
0,95
0,95
0,96
0,98
150 250200

l1(mm)
12
=
=
2

1
2
1
o
36
o
o
o
40
=
=
2
2
1
1
o
o
o
o
36
30
33
28
27
24



H
ỗnh. 5.8. Hóỷ sọỳ tọỳc õọỹ

õọỳi vồùi daợy ọỳng phun nhoớ dỏửn tuyỡ thuọỹc vaỡo
Chióửu cao l
2
vaỡ

1
,

2



- 119 -






cng låïn. Âäưng thåìi âãø âảt âỉåüc hiãûu sút cao η
OL
cáưn thiãút kãú táưng våïi t säú täúc
âäü täúi ỉu (u/c
a
)
opt
, m nọ lải phủ thüc vo âäü phn lỉûc
ρ
v âäúi våïi táưng dc trủc

s l bẹ nháút khi âäü phn lỉûc l bẹ nháút
ρ
min
. Theo cäng thỉïc (3- 90) ta viãút cäng
thỉïc cho (u/c
a
)
opt
khi
ρ
= 0 :

47,0cos
2
1
c
u
1
opt
a
≈αϕ=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛

Nhỉ váûy l, nhiãût giạng låïn nháút, ỉïng våïi hiãûu sút tỉång âäúi trãn cạnh quảt
cao nháút η
Ol
max
, bàòng:
()
2
opt
max
o
47,0
u
2
1
h
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
≈

( Âäúi våïi táưng täúc âäü âỉåüc xẹt trong mủc ny ta s gi thiãút ràòng c
o
2
/2
≈
0
v

o
h = h
o
).
Âäúi våïi táưng xung lỉûc, b qua c
o
2
/2 våïi n = 3000 v/f,

()
kg/kJd8,55d
47,0.60
n
2
1
47,0.60
dn
2
1
h
22
22
22
2
opt
max
o
=
π
≈

⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
π
≈
(5-18)
ÅÍ âáy, d l âỉåìng kênh ca táưng.
Täúc âäü vng bë giåïi hản båíi âiãưu kiãûn sỉïc bãưn ca âéa v tang träúng, tỉïc l
âỉåìng kênh ca táưng cng bë hản chãú. Vê dủ, âäúi våïi räto âục mäüt khäúi nãúu tàng
âỉåìng kênh ca táưng l khäng cọ låüi vãư kãút cáúu v khọ khàn vãư cäng nghãû gia
cäng. Ngoi ra khi tàng âỉåìng kênh âäúi våïi dy cạnh cọ diãûn têch ra F khäng låïn
cọ nghéa l gim båït chiãưu cao (khäng cọ låüi vãư hiãûu qu kinh tãú).
Chụ ràòng, âỉåìng kênh ca táưng d thỉåìng nàòm trong giåïi hản tỉì 1,0
÷
2,0
m, ỉïng våïi nhiãût giạng ca táưng âån tỉì ~ 55 âãún ~ 220 kJ/kg (13 ÷ 52 Kcal /kg),
tỉïc l
pháưn nhiãût giạng l thuút áúy khäng låïn so våïi nhiãût giạng chung ca ton
túc bin (1250
÷
1700 kJ/kg. Trong mäüt säú trỉåìng håüp trong táưng phi lm viãûc
våïi nhiãût giạng khạ låïn våïi täúc âäü vng quay vỉìa phi v cọ hiãûu sút cao.
Khi ra khi dy cạnh hỉåïng dng håi s lải âi vo dy cạnh âäüng thỉï hai,
trong âọ âäüng nàng ca dng håi âỉåüc biãún thnh cäng trãn vnh âéa. Nãúu sau dy
cạnh âäüng thỉï hai dng håi cn cọ âäüng nàng låïn thç cọ thãø âàût dy cạnh hỉåïng
thỉï hai vo dy cạnh âäüng thỉï ba.
Loải táưng m trong âọ våïi mäüt dy äúng phun sỉû biãún âäøi nàng lỉåüng diãù

n
ra trong mäüt säú dy cạnh âäüng âỉåüc gi l
táưng täúc âäü
. Loải ny k sỉ ngỉåìi
Curtis âãư xút nãn gi l táưng Curtis.
Våïi täúc âäü vng vỉìa phi, nhiãût giạng cäng sút låïn thç säú vnh, tỉïc l säú
dy cạnh âäüng trong táưng täúc âäü, cng nhiãưu.


- 120 -






Nhổng, hióỷu suỏỳt cổỷc õaỷi cuớa tỏửng seợ giaớm khi tng sọỳ daợy caùnh õọỹng trong
tỏửng. Cho nón trong tuọỳc bin hióỷn õaỷi thổỷc tóỳ chố gỷp loaỷi tỏửng tọỳc õọỹ coù hai daợy
caùnh õọỹng maỡ thọi - (tỏửng tọỳc õọỹ keùp).

ặu õióứm cuớa tỏửng tọỳc õọỹ laỡ
:
vồùi tọỳc õọỹ voỡng vổỡa phaới, vồùi hióỷu
suỏỳt tổồng õọỳi cao, tỏửng coù thóứ laỡm
vióỷc vồùi nhióỷt giaùng khaù lồùn, bồới vỗ
tyớ sọỳ tọỳi ổu (u/c
a
)
opt
ồớ õỏy beù hồn

so vồùi tỏửng õồn.
Trón ( Hỗnh 5-9) bióứu thở
phỏửn chaớy vaỡ caùc prọfin caùnh
hổồùng vaỡ caùnh õọỹng cuớa caùnh
õọỹng tuọỳc bin vồùi ba cỏỳp tọỳc õọỹ,
õọửng thồỡi cuợng veợ caùc tam giaùc tọỳc
õọỹ ồớ õỏửu vaỡo vaỡ õỏửu ra cuớa daợy
caùnh õọỹng tuọỳc bin.
Nhổợng kyù hióỷu vóử tọỳc õọỹ vaỡ
caùc goùc giổợa caùc vec tồ tọỳc õọỹ vaỡ
tọỳc õọỹ voỡng cuớa vaỡnh caùnh õọỹng
thổù nhỏỳt vỏựn giổợ nguyón nhổ õọỳi
vồùi tỏửng õồn. Goùc vaỡo cuớa doỡng
hồi ồớ haỡng hổồùng caùnh thổù nhỏỳt
gỏửn bũng goùc

2
, hổồùng cuớa tọỳc
õọỹ tuyóỷt õọỳi cuaớ doỡng hồi khi rồỡi
khoới vaỡnh thổù nhỏỳt cuớa daợy caùnh
õọỹng. ọỳi vồùi cỏỳp tọỳc õọỹ thổù hai
bao gọửm vaỡnh thổù nhỏỳt cuớa daợy
caùnh hổồùng vaỡ vaỡnh thổù hai cuớa
daợy caùnh õọỹng, tọỳc õọỹ vaỡ goùc cuớa
veùc tồ tọỳc õọỹ cuợng õổồỹc kyù hióỷu
nhổ cỏỳp tọỳc õọỹ thổù nhỏỳt nhổng
thóm dỏỳu phỏứy (C'
1
, W'
1

, W'
2
, C'
2
,

'
1
, v.v )
Cọng do mọỹt kg hồi sinh ra
khi õi qua õộa coù nhióửu cỏỳp tọỳc õọỹ
H
ỗnh. 5.9. Phỏửn chaớy vaỡ prọfin cuớa daợy ọỳng
p
hun vaỡ caùnh õọỹng vồùi õộa coù 3 cỏỳp tọỳc õọỹ


- 121 -






bũng tọứng caùc cọng trón daợy caùnh õọỹng cuớa vaỡnh thổù nhỏỳt, thổù hai vaỡ thổù ba.
Cọng cuớa 1 kg hồi trón daợy caùnh õọỹng cuớa vaỡnh thổù nhỏỳt bũng :
L
1
= u (C
1

cos

1
+ C
2
cos

2
)
Cọng trón vaỡnh thổù hai bũng:
L'
1
= u (C'
1
cos
1
+ C'
2
cos
2
)
Cọng trón vaỡnh thổù ba bũng:
L"
1
= u (C"
1
cos "
1
+ C"
2

cos "
2
)
Nhổ vỏỷy laỡ, cọng trón caùnh õọỹng cuớa toaỡn õộa Curtis bũng :


L
1
= u [(C
1
cos

1
+ C
2
cos


2
) + (C'
1
cos

'
1
+ C'
2
cos

'

2
)
+ (C''
1
cos ''
1
+ C''
2
cos ''
2
)] (5-19)
Hay laỡ :
L
1
= u [(W
1
cos
1
+ W
2
cos
2
) + (W'
1
cos '
1
+ W'
2
cos '
2

)
+ (W''
1
cos ''
1
+ W''
2
cos ''
2
)] (5-20)
Roợ raỡng laỡ, nóỳu tuọỳc bin coù sọỳ cỏỳp tọỳc nhióửu hồn thỗ cọng seợ õổồỹc cọỹng tióỳp
cho toaỡn tỏửng.
Tam giaùc tọỳc õọỹ õọỳi vồùi õộa coù nhióửu cỏỳp tọỳc õọỹ thổồỡng õổồỹc veợ tổỡ mọỹt
õióứm cổỷc ( Hỗnh 5-10).



c1
u
w
1
w1cos1
1
2
u
u
u
u
u
+ w

2cos2
w'1cos'1 + w'2cos'2
w''1cos''
1
+ w''2cos''
2
1
'1
1
'1
1
"
"
2
'2
'2
2
"
2
"
c'
1
w'1
w1
w2
w2
w'2
c1
c2
c'2

c2
"
"
"
"
c
1sin

1
2
c2sin
Hỗnh. 5.10. Tam giaùc tọỳc õọỹ cuớa õộa coù ba cỏỳp tọỳc õọỹ



- 122 -






Hióỷu suỏỳt tổồng õọỳi trón caùnh quaỷt tuọỳc bin coù tỏửng tọỳc õọỹ bũng :

OL
=
o
1
E
L

(5-21)
Trong õoù : E
o
- nng lổồỹng lyù thuyóỳt
Mỷt khaùc, cọng do hồi sinh ra trón caùc daợy caùnh õọỹng coù thóứ tờnh theo phổồng
trỗnh cỏn bũng nng lổồỹng. Cọng trón caùnh quaỷt bũng nng lổồỹng lyù thuyóỳt cuớa 1
kg hồi trổỡ õi caùc tọứn thỏỳt phaùt sinh trong caùc phỏửn tổớ cuớa phỏửn chuyóửn hồi cuớa tuọỳc
bin.
Caùc tọứn thỏỳt ỏỳy laỡ :
- Tọứn thỏỳt trong daợy ọỳng phun :









=== 1
1
2
)1(
22
2
2
1
2
2

1
2
1


C
CC
h
tt
cc

- Tọứn thỏỳt trong daợy caùnh õọỹng vaỡ vaỡnh thổù nhỏỳt :











=== 1
1
2
W
)1(
2
W

2
W
h
2
2
2
2
2
t2
2
t2
LL

- Tọứn thỏỳt trong daợy caùnh hổồùng thổù nhỏỳt :











=== 1
'
1
2
'C

)'1(
2
'C
2
'C
''h
2
H
2
1
2
H
2
t1
2
t1
HH

- Tọứn thỏỳt trong daợy caùnh õọỹng cuớa vaỡnh thổù hai :

=== 1
'
1
2
'
W
)'1(
2
'
W
2
'
W
''h
2
2
2
2
2
t2
2
t2
LL

- Tọứn thỏỳt trong daợy caùnh hổồùng thổù hai :

=== 1
''
1
2
"C
)"1(
2
"C
"
2
"C
''h
2
H
2
t
2
H
2
t1
H
2
t1
H

- Tọứn thỏỳt trong caùc daợy caùnh õọỹng vaỡnh thổù ba :











=== 1
''
1
2
"C
)"1(
2
"W
"
2
"W
''h
2
2
t2
2
2

t2
L
2
t2
L

- Tọứn thỏỳt bồới tọỳc õọỹ ra :
2
"C
h
2
2
C
2
=

õỏy, - Tọứn thỏỳt rióng reớ trong phỏửn chaớy cuớa tuọỳc bin bũng mọỹt phỏửn
nng lổồỹng nhióỷt lyù thuyóỳt cuớa daợy caùnh tổồng ổùng (tỏỳt caớ caùc tọứn thỏỳt

h õaợ nóu
trón õóửu tờnh bũng J).


- 123 -

Båíi vç dng bao dy cạnh hỉåïng âäưng dảng. Cho nãn trong tênh toạn cọ thãø
cháúp nháûn ψ
H
= ψ
Cäng ca håi trãn cạnh bàòng :
L
1
= E
o
- ∆h
c
- ∆h
L
- ∆h'
H
- ∆h'
L
- ∆h''
H
- ∆h''
L
- ∆h
c2

Chia biãøu thỉïc vãư cäng cho nàng lỉåüng l thuút ta tçm âỉåüc hiãûu sút trãn
cạnh quảt (khäng tênh âãún kh nàng sỉí dủng täúc âäü ra khi táưng vo táưng tiãúp
theo) :
η
OL
= 1 - ξ

c
- ξ
L
- ξ'
H
- ξ'
L
- ξ"
H
- ξ"
L
- ξ
c2

Trong âọ :
ξ
c
=
o
c
E
h∆
; ξ
L
=
o
L
E
h
∆

; ξ'
H
=
o
H
E
'h
∆
; v.v
Trãn hçnh 5-11 â xáy dỉûng âäư thë thay âäøi cạc täøn tháút riãng r v hiãûu
sút trãn cạnh quảt ty thüc vo x
1
âäúi våïi táưng âån xung lỉûc v âéa cọ hai v ba
cáúp täúc âäü.
Trong c ba trỉåìng håüp âãưu gi thiãút ràòng táưng l xung lỉûc thưn tụy, tỉïc l
âäü phn lỉûc
ρ
= 0 .
Täøn tháút
ξ
c
trong dy cạnh äúng phun khi cọ âäü phn lỉûc khäng âäøi v
ϕ=const khäng phủ thüc vo x
1
v âỉåüc giỉỵ khäng âäøi âäúi våïi táưng âån cng nhỉ
âäúi våïi táưng täúc âäü. Cng cọ thãø cháúp nháûn ràòng, täøn tháút ξ
L
trong dy cạnh âäüng
ca cạc vnh thỉï nháút thay âäøi ty thüc vo x
1

theo âënh lût chung cho báút k
kiãøu táưng âang nghiãn cỉïu. Täøn tháút ny tàng khi gim x
1
ch úu l do tàng täúc
âäü tỉång âäúi W
2t
= W
1
. Váûy l, cạc täøn tháút ξ
c
v ξ
L
, âỉåüc bo ton duy trç chung
cho táưng âån cng nhỉ cho âéa cọ cáúp täúc âäü (Hçnh 4-11).
Trong táưng âån vng âỉåüc giåïi hản båíi cạc âỉåìng aa' v bb' biãøu thë täøn
tháút ξ
c2
båíi täúc âäü ra ca dng håi. Nhỉ â lỉu trãn kia, täøn tháút ny s l bẹ nháút
khi x
1
= 0,4
÷
0,5. Khi gim x
1
,
ξ
c2
s tàng nhanh, lm cho hiãûu sút gim âäüt ngäüt.
Nãúu ạp dủng cáúp täúc âäü thỉï hai thç cọ thãø biãún mäüt pháưn täøn tháút ξ
c2

thnh cäng cọ
êch, nghéa l lm tàng hiãûu sút åí vng x
1
bẹ.
Täøn tháút trong dy cạnh hỉåïng thỉï nháút v trong dy cạnh âäüng ca vnh
thỉï hai thay âäøi theo âënh lût chung âäúi våïi túc bin cọ táưng kẹp cng nhỉ túc
bin cọ ba cáúp täúc âäü. Vng âỉåüc giåïi hản båíi cạc âỉåìng cc’, v dd' biãøu thë vng
täøn tháút båíi täúc âäü ra ξ
c2
âäúi våïi táưng kẹp, v vng nàòm giỉỵa âỉåìng dd' v bb' - l
pháưn thu âỉåüc vãư hiãûu sút ca táưng kẹp so våïi hiãûu sút ca táưng âån.




- 124 -







Tổỡ õọử thở thỏỳy roợ rũng, hióỷu suỏỳt cổỷc õaỷi trón caùnh quaỷt cuớa õộa coù vaỡnh keùp
xung lổỷc seợ õaỷt õổồỹc ồớ giaù trở x
1
= 0,2 ữ0,3 vaỡ chuớ yóỳu cuợng do õởnh luỏỷt thay õọứi
tọứn thỏỳt bồới tọỳc õọỹ ra

'

c2
xaùc õởnh.
Tọứn thỏỳt bồới tọỳc õọỹ ra haợy coỡn lồùn ồớ trong õộa coù vaỡnh keùp vồùi x
2
< 0,16 coù
thóứ õem sổớ duỷng bũng caùch duỡng cỏỳp tọỳc õọỹ thổù ba. ọử thở tọứn thỏỳt vaỡ hióỷu suỏỳt
cuớa tỏửng tọỳc õọỹ ỏỳy cuợng õổồỹc bióứu thở trón Hỗnh 5-11, trong vuỡng thay õọứi x
1
tổỡ 0
õóỳn 0,18. Phỏửn õổồỹc veợ hióỷu suỏỳt khi aùp duỷng cỏỳp tọỳc õọỹ thổù ba khọng lồùn lừm.
Cổỷc õaỷi cuớa hióỷu suỏỳt tỏửng tọỳc õọỹ ba cỏỳp seợ õaỷt õổồỹc khi x
2
= 0,12ữ0,18, nhổng giaù
00,10,20,3
0,9
0,7
0,6
0,8
1,0
x1= u/c1
0,4 0,5
1
2
3
4
5
9
7
6
8

ho/ho1
L
c
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
'H
'L
H
L
c2
"
"
'
a
b
a'
b'
c'
c
d
d'
L
L
L
L
I
II

III
I
I
ho/ho1
c2
ộa õồnộa keùp
ộa vồùi ba
cỏỳp tọỳc õọỹ





H
ỗnh. 5.11. ọử thở hióỷu suỏỳt trón caùnh quaỷt vaỡ caùc tọứn thỏỳt cuớa tuọỳc bin coù
tỏửng tọỳc õọỹ tuyỡ thuọỹc vaỡo x
1



- 125 -






trở tuyóỷt õọỳi cuớa hióỷu suỏỳt õộa ba vaỡnh vồùi x
1
= 0,17 trong vờ duỷ naỡy thỏỳp hồn nhióửu

so vồùi hióỷu suỏỳt cổỷc õaỷi cuớa tỏửng tọỳc õọỹ hai cỏỳp. Phỏửn thu õổồỹc tổồng õọỳi vóử hióỷu
suỏỳt do ổùng duỷng ba cỏỳp tọỳc õọỹ seợ õổồỹc ồớ giaù trở x
1
beù vaỡ x
1
= 0,08
ữ
0,16.
Trón cồ sồớ õọử thở (Hỗnh 5-11) coù thóứ ghi nhồù rũng, vióỷc ổùng duỷng tỏửng tọỳc
õọỹ seợ laỡm tng hióỷu suỏỳt cuớa tuọỳc bin chố vồùi giaù trở x
1
thỏỳp. Giaù trở tuyóỷt õọỳi cuớa
hióỷu suỏỳt cổỷc õaỷi giaớm khi tng cỏỳp tọỳc õọỹ, cho nón chố ổùng duỷng tỏửng tọỳc õọỹ khi
trong mọỹt tỏửng phaới laỡm vióỷc vồùi nhióỷt giaùng khaù lồùn.



Nóỳu cho rũng khi thay õọứi x
1
, trong moỹi phổồng aùn trón ( Hỗnh 5-11), tọỳc
õọỹ voỡng õổồỹc giổợ khọng õọứi, tổùc laỡ x
1
thay õọứi laỡ do thay õọứi tọỳc õọỹ tuyóỷt õọỳi C
1

vaỡ lión quan tồùi noù laỡ nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt, thỗ coù thóứ veợ õổồỡng cong nhióỷt giaùng
lyù thuyóỳt ồớ trong tỏửng õồn hay laỡ tỏửng tọỳc õọỹ vồùi tọỳc õọỹ voỡng u khọng õọứi. Nhióỷt
giaùng trong tỏửng keùp vổồỹt gỏỳp 4-5 lỏửn nhióỷt giaùng trong tỏửng õồn. Trong õộa ba
cỏỳp tọỳc õọỹ nhióỷt giaùng coù thóứ lồùn gỏỳp 9-11 lỏửn so vồùi nhióỷt giaùng cuớa tỏửng õồn.
uuu

u
uuu u uu u
c1cos

1
= 6u
1
c'2
u
w'1
w1
uu
c1cos
u
= 4u
1
1
c1
1
'1
c'1= c2
'1=2
w'2=w'1
uuu
2
'2
c2
'2='1
w2=w1
2=1

a)
b)
Hỗnh. 5.12. Nhổợng tam giaùc tọỳc õọỹ õổồỹc lyù tổồớng hoaù cuớa caùc tỏửng tọỳc õọỹ
a) Tỏửng keùp b) Tỏửng tọỳc õọỹ ba cỏỳp



- 126 -






Âãø âạnh giạ t säú täúc âäü ỉu (x
1
= u/c
1
)
opt
, lục cọ η
oi
max
âäúi våïi táưng täúc âäü,
ta s xẹt cạc tam giạc täúc âäü. Nãúu biãøu thë cạc tam giạc täúc âäü ca táưng cọ hai v
ba cáúp täúc âäü dỉåïi dảng l tỉåíng tỉïc l :
c
1
sinα
1

= c
2
sinα
2
= c'
1
sinα
1
= c'
2
sinα'
2
= v cạc gọc β
2
v β
1
, α'
1
= α'
2
=
thç r rng cọ thãø bo âm gọc ra cúi ca táưng α'
2
= 90
o
âäúi våïi táưng kẹp v α''
2
=
90
o

âäúi våïi táưng cọ ba cáúp täúc âäü (tỉïc l täøn tháút båíi täúc âäü ra
∆
h
c
l bẹ nháút) bàòng
cạch gim täúc âäü vng u xúng tỉång ỉïng våïi 2 v 3 láưn so våïi táưng âån (Hçnh
5.12).
Tỉì tam giạc täúc âäü tháúy ràòng c
1
cos
α
1
= 4u hay l :

4
cos
C
u
1
opt
1
α
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝

⎛

Tỉång tỉû nhỉ váûy, cọ thãø chỉïng minh ràòng, t säú täúc âäü täúi ỉu våïi dy táưng
ba dy khi âäü phn lỉûc bàòng khäng :

6
cos
C
u
1
opt
1
α
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛

Nhỉ váûy l, trong trỉåìng håüp chung, âäúi våïi táưng täúc cọ m vnh, t säú täúc
täúi ỉu (u/c
1
)
opt
s bẹ hån m láưn so våïi táưng âån, tỉïc l táưng xung lỉûc :
m2

cos
C
u
1
opt
1
α
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
(5-23)
Trong âọ :
m - Säú vnh (càûp dy cạnh) trong táưng täúc âäü.
ỈÏng dủng giạ trë (x
1
)
opt
áúy cho túc bin cọ táưng täúc âäü våïi m vnh, ta viãút
biãøu thỉïc ca nhiãût giạng :

2
1
2
22

2
1
2
2
2
2
1
o
Bm
cos
mu2
x2
u
2
C
h =
αϕ
=
ϕ
=
ϕ
=

Trong âọ :

1
22
2
cos
u2

B
αϕ
=

Nãúu xem nhiãût giạng ca táưng âån lm âån vë, ta nháûn tháúy ràòng våïi täúc
vng u nhỉ nhau nhiãût giạng ca táưng cọ m täúc âäü s låïn hån m
2
láưn nhiãût giạng
ca táưng âån. Quy lût thay âäøi ca nhiãût giạng nhỉ thãú â âỉåüc biãøu thë trãn Hçnh
5.11.


- 127 -







Nóỳu õộa Curtis laỡm vióỷc theo nguyón lyù xung lổỷc thuỏửn tuùy vaỡ aùp suỏỳt trong raợnh
caùnh õọỹng giổợ khọng õọứi, thỗ tọứn thỏỳt nng lổồỹng trong doỡng seợ laỡm tng entanpi
cuớa hồi, vaỡ quaù trỗnh cuớa tỏửng coù ba cỏỳp tọỳc õọỹ õổồỹc bióứu thở trón Hỗnh 5.13.
Vióỷc xaùc õởnh kờch thổồùc cuớa daợy ọỳng phun vaỡ caùnh õọỹng trong caùc tỏửng
tọỳc õọỹ cuợng õổồỹc tióỳn haỡnh nhổ õọỳi vồùi tỏửng õồn.
Dióỷn tờch ra cuớa daợy ọỳng phun nhoớ dỏửn khi

1

*
vaỡ caùc ọỳng phun to dỏửn
khi
1
<
*
.

t11
t1
1
c
Gv
F
à
=
(5-24)
Trổồỡng hồỹp coù lổu lổồỹng tồùi haỷn trong raợnh nhoớ dỏửn

oo1
1
1
v/P667,0
G
c
Gv
F
à

=
à
=


(5-25)
Dióỷn tờch cuớa daợy caùnh õọỹng vaỡnh thổù nhỏỳt


t
t
c
Gv
F
22
2
2
à
= (5-26)
io
o
to
0
s
p1
HiL
hc
h0
hL
hL

hL
'
"
h
H
hH
"
'
hc
L

Hỗnh. 5.13. Quaù trỗnh baỡnh trổồùng cuớa hồi trong tỏửng
tuọỳc bin xung lổỷc coù ba cỏỳp tọỳc õọỹ trón õọử thi i-s


- 128 -






Dióỷn tờch ra cuớa daợy caùnh hổồùng

t1H
t1
H
'c'
'Gv
'F

à
=
(5-27)
Dióỷn tờch ra cuớa daợy caùnh õọỹng vaỡnh thổù hai

t22
t2
2
'W'
'Gv
'F
à
= (5-28)
v.v
õỏy hóỷ sọỳ lổu lổồỹng coù thóứ lỏỳy theo õọử thở Hỗnh 5.3 vaỡ lỏỳy gỏửn õuùng
à
1
= 0,97ữ0,98 , à
2
= à'
H
= à'
2
= 0,92ữ0,95.
Nóỳu kyù hióỷu õọỹ phaớn lổỷc

0
02
1
h

h
=
;
0
H0
1H
h
'h
' =
;
0
02
1
h
'h
' =
; (5-29)
Thỗ tọỳc õọỹ lyù thuyóỳt cuớa doỡng seợ laỡ :
C
2
=
o1H1
h )''1(2

W
2
=
2
1o1
Wh2 + (5-29)

C'
1t
=
2
2oH
Ch'2 +

W'
2t
=
2
1o1
)W(h'2 +
v.v
Thóứ tờch rióng cuớa hồi õọỳi vồùi tổỡng daợy caùnh lỏỳy theo õọử thở i-s ồớ cuọỳi quaù
trỗnh õúng entrọpi.
Vồùi hióỷu sọỳ õaợ cho: õổồỡng kờnh trung bỗnh cuớa tỏửng d, õọỹ phun hồi e vaỡ goùc

1E
,
2E
, '
1E
, '
2E
, ta xaùc õởnh chióửu cao ồớ õỏửu ra cuớa caùnh quaỷt :

=
=
=
=
E
E
H
H
E
E
de
F
l
de
F
l
de
F
l
de

F
l
2
2
2
1
2
2
2
1
1
1
'sin
'
'
'sin
'
;
sin
sin




(5-30)
Tổỡ õỏỳy, tyớ sọỳ caùc chióửu cao cuớa caùnh quaỷt vaỡ ọỳng phun õổồỹc bióứu thở :

2222
1121
2212

1121
21
12
1
2
sin
sin
sin
sin
sin
sin
à


à
à

à


Cv
Cv
Wv
Cv
F
F
l
l
t
Et

Ett
Ett
E
E
===




- 129 -






Coù thóứ chỏỳp nhỏỷn gỏửn õuùng tyớ sọỳ :

1
v
v
t22
t21

à

à

Vaỡ vỗ vỏỷy, sổỷ thay õọứi caùc chióửu cao caùnh quaỷt chuớ yóỳu õổồỹc quyóỳt õởnh bồới
sổỷ thay õọứi hỗnh chióỳu tọỳc õọỹ C

1
sin
1
, C
2
sin
2
, C'
1
sin'
1
, v.v
Goùc
1E
thổồỡng lỏỳy trong giồùi haỷn tổỡ 8
o
- 16
o
, trong õoù giaù trở beù cuớa goùc

1E
õổồỹc duỡng trong caùc tỏửng coù lổu lổồỹng thóứ tờch cuớa hồi khọng lồùn õóứ tng õọỹ
phun hồi e. Thổồỡng chỏỳp nhỏỷn '
2
= '
1
- (7ữ8
o
).
Cỏửn lổu yù rũng, khi giaớm goùc ra cuớa caùnh quaỷt seợ laỡm tng chióửu cao ồớ õỏửu

ra cuớa caùnh. Nóỳu tng chióửu cao quaù nhanh coù thóứ laỡm cho doỡng chaớy ồớ phỏửn õỏửu
cuớa raợnh caùnh õọỹng vaỡ caùnh hổồùng coù gradien aùp suỏỳt dổồng vaỡ tọứn thỏỳt seợ tng
lón ; cho nón khi thióỳt kóỳ cỏửn kióứm tra daỷng cuớa phỏửn chaớy cuớa tỏửng.
Theo õióửu kióỷn cọng nghóỷ thỗ muọỳn laỡm cho chióửu cao ồớ õỏửu vaỡo vaỡ õỏửu ra
cuớa caùnh quaỷt bũng nhau. Nhổng nóỳu khọng thóứ thổỷc hióỷn õổồỹc goùc

(goùc xaùc
õởnh cổồỡng õọỹ tng trổồớng cuớa chióửu cao meùp ra caùnh quaỷt) khọng õổồỹc vổồỹt quaù
15
ữ
20
o
(Hỗnh 5-14).
l1
l2
l'2

oo o
2=1- 4 ; '1=2- 8 ; '2='1-16
2=1-2 ; '1=2- 4 ; '2='1- 8
2=1; '1=2; '2='1
ooo
l"2
Hỗnh. 5.14. aớnh hổồớng cuớa goùc ra õóỳn daỷng phỏửn chaớy cuớa tuọỳc bin


- 130 -

óứ giaớm bồùt goùc õọi khi phaới tng chióửu rọỹng cuớa prọfin caùnh quaỷt. Thóm
bóử rọỹng cuớa prọfin caùnh õọỹng thổồỡng cuợng cỏửn thióỳt õóứ tng cổồỡng õọỹ bóửn, bồới vỗ
phuỷ taới uọỳn lồùn cuớa doỡng hồi vaỡ sổỷ taùc duỷng giaùn õoaỷn cuớa noù lón caùc caùnh quaỷt
khi coù phun hồi tổỡng phỏửn coù thóứ gỏy rung cho caùnh quaỷt vaỡ laỡm cho caùnh gaợy do
kim loaỷi bở moới, cho nón thổồỡng hay gỷp tỏửng tọỳc õọỹ coù bóử rọỹng caùnh quaỷt tồùi
50
ữ
60mm vaỡ hồn nổợa, nhỏỳt laỡ ồớ trong caùc tỏửng õióửu chốnh cuớa tuọỳc bin hồi nhióửu
tỏửng cuớa tuọỳc bin cao aùp.
Chióửu rọỹng lồùn hồn cuớa prọfin, tổùc cuợng laỡ giỏy cung b cuớa caù
nh õọỹng lồùn
hồn, vồùi chióửu cao l, seợ laỡm giaớm chióửu cao tổồng õọỳi
l
= l/b. Hồn nổợa, trong daợy
caùnh tọứn thỏỳt caùc õỏửu cuọỳi cuợng tng lón, õỏy laỡ õióửu khọng coù lồỹi cho hióỷu suỏỳt
cuớa tỏửng.
Tyớ sọỳ cỏửn thióỳt giổợa
caùc õióỷn tờch ồớ õỏửu ra vaỡ caùc
chióửu cao cuớa nhổợng daợy
caùnh cuợng nhổ sổỷ nỏng cao
hióỷu suỏỳt cuớa tỏửng tọỳc õọỹ coù
thóứ õaỷt õổồỹc bũng caùch aùp
duỷng õọỹ phaớn lổỷc trong daợy
caùnh õọỹng vaỡ caùnh hổồùng.
Nhổng tỏửng naỡy
thổồỡng hay laỡm vióỷc vồùi õọỹ
phun hồi, nón khọng cho

pheùp õọỹ phaớn lổỷc lồùn hồn
trong raợnh caùnh õổồỹc, bồới vỗ
khi tng aùp suỏỳt hồi trong caùc
khe hồớ trổồùc caùnh quaỷt seợ laỡ
m
tng õọỹ roỡ hồi trong caùc khe
hồớ, vỗ thóỳ maỡ hióỷu suỏỳt cuớa
tỏửng seợ giaớm.
Trong thổỷc tóỳ thổồỡng
cho pheùp lỏỳy õọỹ phaớn lổỷc
tọứng trong daợy caùnh õọỹng vaỡ
caùnh hổồùng

1
+

H
+

'
1
tổỡ 3 õóỳn 12% so vồùi tọứng nhióỷt giaùng cuớa toaỡn tỏửng.
Aớnh hổồớng cuớa õọỹ phaớn lổỷc tồùi hióỷu suỏỳt cuớa tuọỳc bin coù tỏửng tọỳc õọỹ keùp
õổồỹc bióứu thở trón Hỗnh 5.15.
0,4
0,5
0,6
0,7
0,2 0,24 0,28 0,32
x1

oL
0-5-10
0
-
0
-
0
0
-
0
-
5

Hỗnh. 5.15. aớnh hổồớng cuớa õọỹ phaớn lổỷc tồùi
hióỷu suỏỳt cuớa tuọỳc bin coù tỏửng tọỳc õọỹ