Bài giảng Thủy năng - Thủy điện: Chương 7 - PGS.TS. Nguyễn Thống

TRƯỜNG
ĐẠI HỌC
BÁCH&KHOA
TPỒ
CHÍ MINH
THỦY
NĂNG
THỦY
ĐIỆN
KHOA KỸ
Chương
7:THUẬT
Công XÂY
trìnhDỰNG
điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

BỘ MÔN KỸ THUẬT & QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC

PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
Email: or

Web: />(08)
PGS. TS. NguyễnTél.
Thống

38 691 592 - 098 99 66 719

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

1

Chương 1 : Tổng quan.
Chương 2 : Tài nguyên nước và quy hoạch
khai thác
Chương 3 : Các phương pháp khai thác năng
lượng nước.
Chương 4 : Điều tiết hồ chứa thuỷ điện.
Chương 5 : Đập dâng & công trình tháo lũ.
Chương 6 : Công trình lấy nước và dẫn nước.
Chương 7 : Tháp (giếng) điều áp.
Chương 8 : Đường ống áp lực & hiện tượng
nước va.
Chương 9 : Nhà máy Thuỷ điện.
2
PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

CÔNG TRÌNH ĐIỀU ÁP
1. Tổng quát.
2. Hiện tượng & lý thuyết xác định
dao động mực nước trong công
trình điều áp (CTĐA).

3. Cấu tạo CTĐA (tính toán các
thông số cơ bản của CTĐA).
3

PGS. TS. Nguyễn Thống

GIỚI THIỆU
Công trình điều áp có nhiệm
vụ giảm (hạn chế) bất lợi
(tăng, giảm áp suất lớn)
gây ra do hiện tượng nước
va trong đường ống áp lực
của các dự án thủy điện!
4

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

GIỚI THIỆU
Có 2 loại công trình điều áp:
 Giếng (tháp) điều áp.
 Bể điều áp (áp lực).

GIỚI THIỆU
Giếng điều áp được sử dụng khi đường
dẫn nước loại có áp (đường hầm
chảy không có mặt thoáng tự do).
Bể điều áp được sử dụng khi đường dẫn
nước loại không áp (kênh chảy hở).
Công trình được bố trí ở vị trí cuối
đường dẫn nước (đầu đường ống áp
lực).

5

PGS. TS. Nguyễn Thống

6

PGS. TS. Nguyễn Thống

1


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Đường hầm

i=0,0061
D=3,5m, L=9065m

Kênh

Giếng điều áp

BỂ ÁP LỰC

Đường ống AL

GIẾNG ĐIỀU ÁP

Nhà máy
7

PGS. TS. Nguyễn Thống

PGS. TS. Nguyễn Thống

Đường ống áp lực

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Mục đích:
- Giảm áp lực nước va sinh ra
trong đường ống áp lực.
- Loại bỏ áp lực nước va trong
đường hầm.
 Cung cấp hay tạm trử nước tạm
thời khi NM mở hay đóng van
« đột ngột » tạo ra hiện tượng
nước va.

CÁC LOẠI GIẾNG ĐIỀU ÁP
Dung tích phục vụ
nước va dương

Q

Đường
hầm

Dung tích phục vụ
nước va âm

Giếng
điều áp

Đường ống
áp lực

9

PGS. TS. Nguyễn Thống

10

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Giếng điều
áp hình trụ

Cổ giếng

8

Đường
ống áp
lực

Đường
hầm
11

PGS. TS. Nguyễn Thống

12

PGS. TS. Nguyễn Thống

2


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Giếng
điều áp

NỘI DUNG TÍNH TOÁN
Xác định đường kính giếng:
 Đường kính phía trên giếng 
tính từ nước va dương.
 Đường kính phía dưới giếng
tính từ nước va âm.

Đường
ống áp lực

13

PGS. TS. Nguyễn Thống

14

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

NỘI DUNG TÍNH TOÁN
Xác định cao trình miệng giếng
 Mực nước cao nhất khi xảy
ra nước va dương (xảy ra khi
NM đang vận hành và cắt tải
 đóng van nhanh).

NỘI DUNG TÍNH TOÁN
Xác định cao trình đáy giếng
 Xảy ra khi nước va âm, NM
đang nghĩ hoặc chạy với lưu
lượng nhỏ và tăng tải đột
ngột (không khí bị hút vào
đường ống áp lực  CẤM).

15

PGS. TS. Nguyễn Thống

16

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp
HIỆN TƯỢNG DAO ĐỘNG MỰC NƯỚC GiẾNG
z
KHI ĐÓNG VAN

ĐƯỜNG CỘT NƯỚC ĐO ÁP H
Đường cột nươc đo áp

Đỉnh giếng

R’

R

H p/γ

Q

Mặt chuẩn o- o

Hồ chứa

Đáy
giếng

z

Q
Q

p: áp suất nước tại vị trí xét
PGS. TS. Nguyễn Thống

Mực nước
tỉnh
z
L V(m/s)
G0 W(m/s) G1

Đường hầm s (m2)
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
17

Zmax

Giếng
S (m2)

Q
VAN

NM

t

Dao
động
mực
nước
giếng
theo
18 t

PGS. TS. Nguyễn Thống

3


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Chú ý :
• s : tiết diện hầm.
• S : tiết diện giếng điều áp.
• L : chiều dài hầm.
• z : mực nước giếng tại thời điểm t. Quy
ước chiều dương hướng lên, gốc tại mực
nước tỉnh (A1B1).
• w, v : vận tốc TB của nước trong đường
hầm và trong giếng tại thời điểm t.
19

MỤC ĐÍCH TÍNH
1. Xác định kích thước giếng (S).
2. Xác định mực nước cao nhất trong
giếng khi có nước va dương 
dùng trong xác định cao trình miệng
giếng.
3. Xác định mực nước thấp nhất trong
giếng khi có nước va âm  dùng
trong xác định cao trình đáy giếng.
20

PGS. TS. Nguyễn Thống

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

TÍNH GIẾNG ĐIỀU ÁP
VỚI SƠ ĐỒ
LÝ TƯỞNG
(chuyển động nước
không mất
năng lượng)

•
•
•
•

Giả thiết:
S hằng số (giếng điều áp hình trụ).
Thể tích hồ TL là rất lớn (MN hồ
không đổi khi có nước va).
Bỏ qua tổn thất năng lượng trong
đường hầm và giếng.
Lưu lượng Q0 (chảy qua đường ống
áp lực tại thời điểm ban đầu t=0)
giảm về 0 (nước va dương) là tức thì.

21

PGS. TS. Nguyễn Thống

22

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

HIỆN TƯỢNG ĐƯỢC MÔ TẢ BỞI 2
PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN

SƠ ĐỒ LÝ TƯỞNG

Phương trình LỰC:
- Luật Newton 2: F=ma
 Khảo sát khối chất lỏng giới
hạn bởi G0 và G1(trong đường
hầm).

Phương trình liên tục:
- Luật bảo toàn khối lượng vật
chất.
 Khảo sát tính liên tục tại vị trí
nối Đ/HẦM GIẾNG
Đ/ỐNG ÁP LỰC.

23

PGS. TS. Nguyễn Thống

24

PGS. TS. Nguyễn Thống

4


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

XÁC ĐỊNH TỔNG NGOẠI LỰC TÁC DỤNG LÊN G0G1
z
Mực nước
tỉnh

R’

R

z

L (H-z)

Hồ chứa

H Q

G0

G1

Zmax

t

T
Giếng
S (m2)

Q

KHỐI CHẤT LỎNG XEM XÉT
TÍNH TỔNG NGOẠI LỰC F
(Newton 2)

VỊ TRÍ XÉT
P/T LIÊN
TỤC
25

PGS. TS. Nguyễn Thống

26

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Phương trình Newton (theo trục đ/hầm) :
 dw
L dw
(1)

F

Bài tập: Hãy liệt kê & xác
định các thành phần ngoại
lực (F) tác dụng lên khối
chất lỏng giới hạn trong
đường hầm G0G1.

 zs  sL
g
dt



g dt

Từ (1) & (2):

z 0

m

Phương trình liên tục :
(2)

Với:

dz
sw  SV  S
dt

(w và z là 2 ẩn số)

L S d 2z
d 2z
 z  0  2  2 z  0
2
g s dt
dt
gs

LS

27

PGS. TS. Nguyễn Thống

28

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Lời giải của phương trình vi phân
trên có dạng:

z = Zmsin(t+)

(4)

Đây là chuyển động điều hoà có biên
độ không đổi Zm và tần số .
Chu kỳ :
PGS. TS. Nguyễn Thống

(3)

T

2
LS
 2

gs

XÁC ĐỊNH BIÊN ĐỘ
CHUYỂN ĐỘNG Zm
Dựa vào nguyên lý:
Thế năng khối chất lỏng (trong
giếng) so với mặt chuẩn bằng
động năng của khối chất lỏng
trong đường hầm.

29

30

PGS. TS. Nguyễn Thống

5


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

ĐỘNG NĂNG THẾ NĂNG

Từ đó:
Thế
năng

Q

Zmax S.

Zmax 1 
 (5) Lsw 02
2
2g

Vận tốc ban đầu trong
đường hầm

W (m/s)
Q

Ls
gS

 Zmax  w 0
31

PGS. TS. Nguyễn Thống

Động
năng
32

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Bài tập: Nguyên tắc xác định
 trong phương trình z =
Zmaxsin(t+) ?
 Sơ đồ lý tưởng   =0 ?

z=Zmaxsin(t)

z

R’

Mực nước
tỉnh

Hồ chứa

z
L (H-z)

R

H Q

G0

G1

Zmax

T
Giếng
S (m2)

Q

33

PGS. TS. Nguyễn Thống

34

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Bài 1 : Cho hệ thống với các thông
số: L=10km, s=10m2, S=100m2,
w0=2m/s. Tính T và biên độ dao
động nước trong giếng Zmax. Lấy
g=10m/s2.
Lời giải : T=10’28’’, Zmax=20m.
Bài 2: Lấy số liệu bài tập 1, xác định S
để biên độ dao động max trong
giếng là 10m.

Bài 3 : Tương tự trên với : L=5km,
s=15m2, S=250m2, w0=4m/s.
Bài 4 : Một hệ thống có các thông
số: L=3km, s=12m2, w0=4m/s.
Tính D của giếng để biên độ dao
động của nước trong giếng là
Zmax= 15m.

35

PGS. TS. Nguyễn Thống

t

36

PGS. TS. Nguyễn Thống

6


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

TÍNH GIẾNG ĐIỀU ÁP VỚI
SƠ ĐỒ THỰC
(có kể đến mất năng lượng
do lực ma sát, mất năng
cục bộ trong hệ thống)
37

PGS. TS. Nguyễn Thống

Trong hệ thống thực:
 Luôn luôn có mất năng
lượng đường dài do ma sát
& mất năng cục bộ (thay đổi

tiết diện, hướng dòng chảy
đột ngột) khi nước chảy
trong hệ thống.
38

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Trong hệ thống thực:
 Đóng van trên đường ống
(từ tuabin) KHÔNG xảy ra
tức thì mà xảy ra dần dần 
Q0  0 (nước va dương)
trong một khỏang thời gian
T >0  Q trong đường ống
giảm DẦN về 0.
39

PGS. TS. Nguyễn Thống

z

HỆ THỐNG THỰC

R’

R

MN tỉnh

Zmax
z

Hồ
chứa

Giếng
điều áp
G0

G1

Đường hầm
NM
Dao động mực nước
PGS. TS. Nguyễn Thống trong giếng TẮT DẦN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

dh g   g

Vg Vg

2g
Vh Vh
dh V 
2g

g

F2   sh*w

L chiều dài; s tiết diện hầm. γ trọng lượng
đơn vị nước, g gia tốc trọng trường.
Fx = Lực tỉnh (F1) + Lực ma sát (F2).

: mất năng lượng cục bộ giếng.
: mất năng do mở rộng đột ngột.
: lực tương đương với h*w.

h*w  h L  h c : mất năng tổng trong hầm.
41

PGS. TS. Nguyễn Thống

40

F1 =γs(z-dhg-dhv) : lực thuỷ tỉnh.

Phương trình động lực: Theo phương X
Fx =max (4)
Với
Ls

m

t

42

PGS. TS. Nguyễn Thống

7


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Từ đó: h*   L Vh Vh   Vh Vh  L Vh Vh   Vh Vh
w
c
c
2

d

2g

2g

CR

2g

h w  h w  dh g  dh v
Gọi:
Khối nước trong đường hầm:
*

dVh
g

z  hw 
dt
Lh

PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC
Nguyên lý bảo toàn khối lượng:
Qtuabin.dt = Vh .s.dt + S.dz

dz 1
  Qtuabin  Vh s  (7)
dt S

(6)

(Z theo chiều từ trên xuống)

Giếng

Ống áp lực

Số hạng kể đến
ảnh hưởng mất
năng lượng

Vh 

Đường hầm

đường hầm V  Qg giếng điều áp
g
S

Qh
s

43

44

PGS. TS. Nguyễn Thống

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp
Giả thiết:
Q
Qtuabin   max t  Qmax
Tvan

Chương 7: Công trình điều áp

(biên thiên tuyến tính Qtuabin)
Nếu chọn chiều (+) hướng lên, phương trình
(6) là:
dVh
g

 z  h w 
dt
Lh
(6*)
Và phương trình (2) sẽ là:
dz
1
(7*)
 Q
V s

dt

S



tuabin

h



45

Với 2 ẩn số Z (mực nước giếng) và Vh
(vận tốc dòng chảy trong hầm) sẽ xác
định được với 2 phương trình (6)* và
(7)*.
Tuy vậy vì nó là phi tuyến  KHÔNG
tìm được lời giải giải tích.
 Do đó trong thực tế thường dùng
phương pháp số (ví dụ sai phân hữu
hạn) để giải.
46

PGS. TS. Nguyễn Thống

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

MỘT SỐ KẾT QUẢ
TÍNH TOÁN NƯỚC VA
BẰNG PHƯƠNG PHÁP
SAI PHÂN CỦA CÁC
CÔNG TRÌNH THỰC TẾ

Z (m)

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN
570

550
540

MNDBT

530

Mất năng lượng từ hồ đến
giếng điều áp khi chạy l/l QT0 (s)

520
0

47

PGS. TS. Nguyễn Thống

DỰ ÁN A LƯỚI

560

180

360

540

720

900 1080 1260 1440 1620 1800

MN GIẾNG VỚI NƯỚC VA DƯƠNG
48

PGS. TS. Nguyễn Thống

8


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Z (m)

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN
560

400

DỰ ÁN A LƯỚI

Z (m)

390

DỰ ÁN A VƯƠNG
T (s)

550

380
370

540

360

530
T (s)

520

0

180

360

540

720

900

1080

1260

1440

1620

MN GIẾNG VỚI NƯỚC VA ÂM

1800

350
0

240

480

720

960

1200 1440 1680

MN GIẾNG VỚI NƯỚC VA DƯƠNG

49

PGS. TS. Nguyễn Thống

50

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

360 Z (m)

DỰ ÁN A VƯƠNG

350

340

T (s)

330
320
310
300
0

180 360 540 720 900 1080 1260 1440 1620 1800

ĐIỀU KIỆN ĐỂ DAO ĐỘNG
TRONG GIẾNG TẮT DẦN
 Yêu cầu cần để thiết bị
(tuabin, máy phát) làm việc
BÌNH THƯỜNG.

MN GIẾNG VỚI NƯỚC VA ÂM
51

PGS. TS. Nguyễn Thống

52

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Điều kiện D. Thoma- Jaeger: Đó
là điều kiện để dao động mực
nước trong giếng là TẮT DẦN:

F  Fpg 

Ls(1  0,482z 0 / H 0 )
2gcH 0

Diện tích giếng yêu cầu tối thiểu
để dao động MN trong giếng tắt dần

H0 =H-h0 : cột nước tác dụng.
H  Cột nước tỉnh
h0  mất năng lượng trong hầm.
L,d  chiều dài, đường kính hầm

h 0  cV

2
h

53

PGS. TS. Nguyễn Thống

PGS. TS. Nguyễn Thống

c  (L / d   ) / 2g

z 0  Vh (Ls / gFpg ) 0,5
(giải lặp !!!!)

54

9


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Điều kiện D. Thoma:

Vh2 Ls
F  Fpg 
2 gH 0 h0
• H0 : cột nước hiệu ích.
• h0 mất năng lượng trong đường hầm với Vh.

h 0  (L / d   ).Vh2 / 2g

Bài tập 1: Tính đường kính tối thiểu của
giếng để dao động mực nước là tắt dần
theo Thoma và theo Thoma-Jaeger
(g=9,81m/s2):
a. Vh=4m/s,L=4km,d=4m, H=200m, =0,005,
=0,8(Thoma:43.8m2, Th.-Jaeger:45.5m2).
b. Vh=3.5m/s, L=8km, d=3m, H=400m,
=0,006, =1,5.
(xem Excel  Thoma)

55

PGS. TS. Nguyễn Thống

56

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Câu hỏi
1. Để giảm mực nước trong giếng
điều áp khi có nước va DƯƠNG,

ta có thể xem xét các tham số
nào?
2. Theo Anh (Chị), có cần thiết
TĂNG tiết diện giếng điều áp
trên SUỐT chiều CAO hay không
để GIẢM MỰC NƯỚC GIẾNG khi
có nước va DƯƠNG?
57

PGS. TS. Nguyễn Thống

Câu hỏi
3. Như câu hỏi 2 cho trường
hợp nước va ÂM.
4. Một cách định tính, hãy cho
biết mực nước trong giếng
khi hiện tượng đã ỔN ĐỊNH
trong 2 t/hợp: nước va
DƯƠNG, nước va ÂM?
58

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Công trình điều áp

Chương 7: Công trình điều áp

Hướng dẫn
MNDBT

MNC
59

PGS. TS. Nguyễn Thống

Bài tập 2:
a. Viết hệ pt. 6* và 7* dưới dạng
pt. sai phân với ẩn số là Z(t+1) &
Vh(t+1). Các số hạng khác lấy
theo sơ đồ hiện.
b. Trình bày trình tự giải hệ
phương trình câu (a) để xác
định z trong giếng theo thời
PGS.gian
TS. Nguyễn
t.Thống
60

10


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Cơng trình điều áp

Chương 7: Cơng trình điều áp

SAI PHÂN HIỆN (Xem Bài giảng PPSố)

Thời gian:

t 1
i, j

U U
U

 0(t )
t i , j
t
t

t
i, j

t
Khơng gian:
U it1, j  U it, j
U

 0(x )
Tiến:
x i , j
x

 Lùi:

t
U it, j  U it1, j
U

 0(x )
x i , j
x

Bài tập 3: Dùng sai phân theo
sơ đồ hiện cho hệ p/t trình 6*
& 7*. Áp dụng giải cho số liệu
sau với bước thời gian
dt=1.0s. Lập bảng tính cho 20
bước thời gian dt.

61

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Cơng trình điều áp

Chương 7: Cơng trình điều áp

Lập bảng xác định mực nước giếng Z theo
thời gian (20dt). Số liệu áp dụng (nước va
dương):
•
•
•
•
•
•

Q0 = Qmax=48 m3/s, Z0  dh 0
Tvan=6s, dt=1.0s
dh=4m
dg=8m
Lh=800m
Mất năng lượng lấy gần đúng:

PGS. TS. Nguyễn Thống

 dh  0.02 *

63

Diện tích mặt cắt ngang giếng S1:

Đường kính giếng điều áp D2:
Diện tích mặt cắt ngang giếng S2:
Đường kính giếng điều áp D3:
Diện tích mặt cắt ngang giếng S3:
Cao độ đáy tháp điều áp

Trường hợp tính nước va (1: n/va duong;
2:n/va am)

10 (s)

Lưu lượng qua NM khi bắt đầu đóng (mở)
van :

86 (m3/s)

Vận tốc nước trong đường hầm tại t=0

9.47 (m/s)

Lưu lượng qua NM ổn đònh sau khi đóng
(mở) van :

172 (m3/s)

Lưu lượng MAX theo điều kiện tuabin :

172 (m3/s)

Đường kính đường hầm :

9065 (m)

3.4 (m)64

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN
Chương 7: Cơng trình điều áp

9.08 (m2)
7.0 (m)
38.48 (m2)

7.0 (m)
38.48

(m2)

15.0 (m)
176.71 (m2)
512.0 m

Mức nước trong giếng điếu áp trước khi xãy
ra nước va

595.0 m

MNDBT (m) :

605.0 m

MNC (m) :

595.0 m

Đường kính cổ giếng

Tiết diện cổ giếng

3.4 m
9.08 (m2)

Mức nước trong giếng điếu áp ổn đònh sau
khi xãy ra nước va

595.0 m

Vận tốc nước trong đường hầm ổn đònh sau
nước va

18.94 m/s

65

PGS. TS. Nguyễn Thống

2

Thời gian đóng van tuabin T :

PGS. TS. Nguyễn Thống

Chương 7: Cơng trình điều áp

Đường kính giếng điều áp D1:

1. Thông số ban đầu

Chiều dài đường hầm :

L h Vh2
*
d h 2g

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Diện tích mặt cắt ngang đường hầm :

62

PGS. TS. Nguyễn Thống

66

PGS. TS. Nguyễn Thống

11


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Cơng trình điều áp

Chương 7: Cơng trình điều áp

2, Tổn thất năng lượng cột nước
H/số tổn thất đường dài + cục bộ
cửa vào và trong hầm:
Tổng các hệsố tổn thất cục bộ trên
đường hầm

3.0

0.15

Hệ số tổn thất cục bộ cửa vào
đường hầm áp lực :

0.8

0.04

Hệ số tổn thất đường dài QP 1-75

Δ



1.5

0.00
4

H/số tổn thất cục bộ vò trí nối
đ/hầm và giếng :

1

Hệ số cột nước lưu tốc

1

Hệ số tổn thất đường dài

Thông số khác
Hệ số nhám trong đường hầm :

0.017

Độ dốc đường hầm

0.007

2.33

Bước thời gian trong sai phân (s)
3.25

1.0 (s)

Gia tốc trọng trường g ( m/s2) :

9.81 (m/s2)

67

PGS. TS. Nguyễn Thống

68

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Cơng trình điều áp

Chương 7: Cơng trình điều áp

3, Trường hợp tính toán
Nước va dương
Mực nước thượng lưu
Lưu lượng ban đầu qua NM
Lưu lượng sau khi đóng van
Nước va âm
Mực nước thượng lưu
Lưu lượng ban đầu qua NM (1 tổ
máy)
Lưu lượng sau khi mở van

Z(m) nước va dương

640
630

Mực nước tỉnh

620

580 m
32.7 (m3/s)
0 (m3/s)

610
600
590
580

Z(m) nước va âm

570
560

541.7 m

550
540

(m3/s)

16.4
32.7 (m3/s)69

PGS. TS. Nguyễn Thống

530
0

180

360

540

720

900

1080

1260

T (s)

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 7: Cơng trình điều áp

Chương 7: Cơng trình điều áp

14.70
619.70

Zmin (m)

MNTN (m)

HẾT

-48.72
546.28

72

71

PGS. TS. Nguyễn Thống

70

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Zmax (m)
MNCN (m)

1440

PGS. TS. Nguyễn Thống

12