Thanh bên bài viết
ĐÁNH GIÁ HIỆN TƯỢNG KHÍ THỰC VÀ DAO ĐỘNG ÁP SUẤT TRONG PHẦN CÔN ỐNG HÚT TUABIN FRANCIS THÔNG QUA MÔ PHỎNG CFD
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Bài báo nghiên cứu hiện tượng khí thực và dao động áp suất trong phần côn ống hút tuabin Francis cột nước cao bằng mô phỏng số hai pha CFD. Mô hình sử dụng phương trình Rayleigh-Plesset và được xác thực với dữ liệu thực nghiệm tại Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy (NTNU). Kết quả cho thấy, dòng xoáy khí thực hình thành rõ rệt khi hệ số khí thực giảm, dẫn đến dao động áp suất mạnh với các đỉnh phổ tại 0,2 và 0,7 lần tần số quay, có nguy cơ gây cộng hưởng thủy âm. Hiện tượng này làm giảm hiệu suất tổ máy, đồng thời gây ăn mòn và nứt cánh bánh công tác (BXCT). Nghiên cứu khẳng định hiệu quả của CFD hai pha trong phân tích thủy lực và đề xuất một số giải pháp kỹ thuật nhằm giảm dao động, nâng cao độ ổn định và tuổi thọ tuabin trong điều kiện vận hành phức tạp.
Từ khóa
Tuabin Francis, CFD, khí thực, dao động áp suất, số Thoma, mòn cánh bánh công tác.
Chi tiết bài viết
Tài liệu tham khảo
[2] Sébastien Alligne, et al. (2014), Cavitation surge modelling in Francis turbine draft tube. Journal of Hydraulic Research, Vol.52(3), pp.399-411.
[3] Celebioglu K., et al. (2017), Numerical research of cavitation on Francis turbine runners. International Journal of Hydrogen Energy, Vol.42(28), pp.17771-17781.
[4] Širok B., et al.( 2003), Simultaneous study of pressure pulsation and structural fluctuations of a cavitated vortex core in the draft tube of a Francis turbine. Journal of Hydraulic Research, Vol.41(5), pp.541-548.
[5] Tran C. Trieu., Long X. Ping, JiBin (2019), Vortical structures in the cavitating flow in the Francis-99 draft tube cone under off-design conditions with the new omega vortex identification method. Journal of Physics: Conference Series, Vol.1296: p.012011.
[6] Favrel A., Müller A., et al.(2015), Study of the vortex-induced pressure excitation source in a Francis turbine draft tube by particle image velocimetry. Experiments in Fluids, Vol.56(12), p.215.
[7] Chirag Trivedi, Michel J. Cervantes, et al.(2013), Experimental and Numerical Studies for a High Head Francis Turbine at Several Operating Points. Journal of Fluids Engineering, Vol.135(11).
[8] Nishi M. and S. Liu (2013), An Outlook on the Draft-Tube-Surge Study. International Journal of Fluid Machinery and Systems, Vol.6(1), pp.33-48.
[9] Triệu, T.C. (2024), Phân tích đặc tính dòng chảy trong ống hút của tuabin francis dưới các độ mở cánh hướng khác nhau. Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải, Số 80, tr.24-29.
[10] Yang, J., L.J. Zhou and Z.W. Wang (2015), The numerical research of runner cavitation effects on spiral vortex rope in draft tube of Francis turbine. Journal of Physics: Conference Series, Vol.656, p.012076.
[11] Zwart, P.J., G.G. Andrew and B. Thabet (2004). A Two-Phase Flow Model for Predicting Cavitation Dynamics. In: Fifth International Conference on Multiphase Flow. Yokohama, Japan.
[12] Michel J. Cervantes, Chirag Trivedi, et al.(2015), Francis-99 Workshop 1: steady operation of Francis turbines. Journal of Physics: Conference Series, Vol.579, p.011001.
[13] Müller A., Favrel A., Landry C., Avellan F. (2017), Fluid structure interaction mechanisms leading to dangerous power swings in Francis turbines at full load. Journal of Fluids and Structures, Vol.69, pp. 56-71.
Các bài báo được đọc nhiều nhất của cùng tác giả
- TRẦN CÔNG TRIỆU, TRỊNH CÔNG TÝ, XÁC ĐỊNH ĐỘ SÂU LIÊN HỢP, CHIỀU DÀI NƯỚC NHẢY VÀ ỨNG SUẤT ĐÁY ĐỐI VỚI NƯỚC NHẢY TRÊN NỀN NHÁM LĂNG TRỤ CHỮ NHẬT BẰNG MÔ HÌNH MẠNG NƠ-RON NHÂN TẠO , Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải: Số 84 (2025): Số 84 (11/2025)