Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật cơ khí động lực: Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số hình học (HD và lt) đến hiệu suất của tua bin trực giao phù hợp với dòng chảy trên sông và ven biển

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài nhằm đóng góp cho chuyên ngành một số bổ sung về phương pháp tính toán, thiết kế tua bin trực giao với sự thay đổi các thông số hình học H/D và l/t của bánh công tác tua bin; cung cấp cơ sở khoa học trong công tác tính toán thiết kế tua bin trực giao, lựa chọn được các thông số kích thước hình học bánh công tác phù hợp với điều kiện dòng chảy thực tế.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Nguyễn Quốc Tuấn

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

HÀ NỘI - 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Nguyễn Quốc Tuấn

(H/D VÀ L/T) ĐẾN HIỆU SUẤT CỦA TUA BIN TRỰC GIAO PHÙ

HỢP VỚI DÒNG CHẢY TRÊN SÔNG VÀ VEN BIỂN Ở VIỆT NAM

Ngành: K ỹ thuật cơ khí động lực

Mã số: 9520116

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 GS TS Nguyễn Thế Mịch

2 TS Đỗ Huy Cương

HÀ NỘI - 2018

LӠI CҦM ѪN

ĈӇKRjQWKjQKOXұQiQWLӃQVӻW{LUҩWPD\PҳQYjYLQKGӵQKұQÿѭӧFVӵKѭӟQJGүQFKӍEҧRWұQWuQKFӫDKDLQKjNKRDKӑFOj*6761JX\ӉQ7KӃ0ӏFKYj76Ĉӛ+X\&ѭѫQJ 7{L[LQFKkQWKjQKFҧPѫQVӵJL~SÿӥFyKLӋXTXҧFӫDKDLWKj\

7{LJӱLOӡLFҧPѫQFKkQWKjQKÿӃQFiFWKj\F{WURQJ%ӝP{Q0i\YjWӵÿӝQJWKӫ\NKt9LӋQFѫNKtÿӝQJOӵFWUѭӡQJÿҥLKӑF%iFKNKRD+j1ӝL

7{L[LQFKkQWKjQKFҧPѫQÿӃQWұSWKӇOmQKÿҥRDQKHPQKkQYLrQNӻ WKXұW, công QKkQFӫD9LӋQWKӫ\ÿLӋQYjQăQJOѭӧQJWiLWҥR ÿmJL~SÿӥWұQWuQKWURQJTXiWUuQKWKӵFKLӋQOXұQiQYjFyQKLӅXJySêKӛWUӧUҩWTXêEiXYӅWKLӃWNӃFKӃWҥRFNJQJQKѭWKӱQJKLӋPFiFPi\PүXWURQJOXұQiQWLӃQVӻFӫDW{L

&XӕLFQJW{L[LQJӱLOӡLFҧPѫQVkXVҳFQKҩWÿӃQ{QJEjEӕPҽDQKHPWURQJJLDÿình tôi, ÿһFELӋWOjQJѭӡLYӧ và con trai \rXTXêFӫDW{LÿmQKүQQҥLFKӏXQKLӅXNKyNKăQWKLӋW WKzL OX{Q OX{Q ErQ FҥQK W{L ÿӇ ÿӝQJ YLrQ NKX\ӃQ NKtFK FKR W{L YѭӧW TXD PӑL NKyNKăQÿӇKRjQWKjQKOXұQiQWLӃQVӻQj\

1JKLrQFӭXVLQK

1JX\ӉQ4XӕF7XҩQ

KӃ t luұ n và kiӃ n nghӏ 110 Tài liӋ u tham khҧ o

Danh mөFFiFF{QJWUuQKÿmF{QJE ӕ cӫa luұn án

Phө lөc

/Ӡ,0Ӣ ĈҪ8

1 6ӵFҫQWKLӃWFӫD ÿӅWjL

1Jj\QD\FQJYӟLWӕFÿӝSKiWWULӇQYӅNLQKWӃWKuQKXFҫXVӱGөQJQăQJOѭӧQJWUrQWKӃ JLӟL QJj\ FjQJ OӟQ WURQJ NKL ÿy FiF QJXӗQ QăQJ OѭӧQJ KyD WKҥFK QKѭ WKDQ ÿi GҫXNKt«ÿDQJQJj\FjQJFҥQNLӋWQKDQKFKyQJFzQQăQJOѭӧQJKҥWQKkQWKuFyQJX\FѫUӫLUR UҩWOӟQ9uWKӃÿӇJLҧLTX\ӃWYҩQÿӅQj\FiFQKjNKRDKӑFWUrQWKӃJLӟLÿmYjÿDQJKѭӟQJÿӃQ QKӳQJ QJXӗQ QăQJ OѭӧQJ PӟL ÿy Oj QăQJ OѭӧQJ WiL WҥR Ĉk\ Oj QKӳQJ QJXӗQ QăQJOѭӧQJVҥFKYjY{KҥQNK{QJEDRJLӡFҥQNLӋW

ĈҥLGѭѫQJV{QJELӇQOjPӝWWURQJQKӳQJQJXӗQQăQJOѭӧQJWiLWҥRY{FQJGӗLGjRNKӳQJQJXӗQQăQJOѭӧQJFӫDV{QJELӇQÿDQJÿѭӧFQKLӅXQѭӟF WUrQWKӃJLӟLQJKLrQFӭXVӱGөQJ ÿӇSKiWÿLӋQOj: QăQJOѭӧQJGzQJFKҧ\ven sông, YHQELӇQWҥLFiFFӱDV{QJFӱDELӇQ, GzQJFKҧ\WKӫ\WULӅX ӢQѭӟFWDWLӅPQăQJYӅFiFQJXӗQQăQJOѭӧQJnày OjUҩWOӟQngoài UDFyWKӇNKDLWKiFQăQJOѭӧQJGzQJFKҧ\WҥLFiFKӋWKӕQJYNJQJYӏQKYHQELӇQ

NKӳQJQăPJҫQÿk\, WUrQWKӃJLӟLÿm QJKLrQFӭXYjӭQJGөQJSKiWWULӇQORҥLWXDELQWUӵFJLDRÿӇNKDLWKiFQăQJ OѭӧQJGzQJFKҧ\ YHQELӇQQăQJOѭӧQJWKӫ\WULӅXSKөFYө phát ÿLӋQ/RҥLWXDELQQj\FyѭXÿLӇPOjNӃWFҩXÿѫQJLҧQQJX\rQOêKRҥWÿӝQJFKӫ\ӃXGӵDYjRÿӝQJQăQJFӫDGzQJFKҧ\YjNK{QJSKөWKXӝFYjRFKLӅXFӫDGzQJFKҧ\'Rÿy, QyUҩWSKKӧSÿӇNKDLWKiFQăQJOѭӧQJGzQJFKҧ\ YHQELӇQ WҥLFiFFӱDV{QJFӱDELӇQYjQăQJOѭӧQJWKӫ\WULӅX

Ӣ 9LӋW1DP, WXDELQWUӵFJLDROjORҥLVҧQSKҭPPӟLGRÿyFyUҩWtWWjLOLӋXNӻWKXұWFNJQJQKѭF{QJWUuQKQJKLrQFӭXYӅORҥLWXDELQQj\ VӟLPRQJPXӕQÿѭDUDÿѭӧFPүXWXD ELQWUӵFJLDRSKKӧSYӟLÿLӅXNLӋQGzQJFKҧ\ WKӵFWӃ, SKөFYөFKRYLӋFOӵDFKӑQWXDELQ

WKLӃWNӃFKӃWҥREiQKF{QJWiF tua binWiFJLҧÿmÿLVkXQJKLrQFӭXOXұQán: ³Nghiên cứu

ảnh hưởng của các thông số hình học (H/D và l/t) đến hiệu suất của tua bin trực giao phù hợp với dòng chảy trên sông và ven biển ở Việt Nam´ YӟL SKѭѫQJ SKiS QJKLrQ FӭX Oê

WKX\ӃWNӃWKӧSFKҥ\SKҫQPӅPP{SKӓQJYjPүXWXDELQWKӵFÿѭӧF WLӃQKjQKÿRÿҥFWKӵFQJKLӋP VӁOjQKӳQJNӃWTXҧTXDQWUӑQJ YӅ YLӋF QJKLrQFӭXORҥLWXDELQ PӟL này Các NӃWTXҧQJKLrQFӭXFyWKӇGQJOjP WjLOLӋXSKөFYөFKRJLҧQJGҥ\WKLӃWNӃYjOӵDFKӑQORҥLtua bin WUӵFJLDRSKөFYө NKDLWKiFQăQJOѭӧQJGzQJFKҧ\YHQELӇQQăQJOѭӧQJWKӫ\WULӅX, ÿӗQJWKӡLOj FѫVӣFKRFiFQJKLrQFӭXVkXKѫQYӅcác ORҥLWXDEin WUӵFJLDR sau này

7LӅPQăQJYӅQăQJOѭӧQJGzQJFKҧ\ trên sông, ven bLӇQӣ9LӋW1DPOjWѭѫQJÿӕLOӟQ TXDELQWUӵFJLDROjWKLӃWEӏWKӫ\OӵF khai thác KLӋXTXҧORҥLQăQJOѭӧQJGzQJFKҧ\này Tuy nhiên, KLӋQQD\ӣ 9LӋW1DPYүQUҩWtWQJKLrQFӭX SKiWWULӇQYjӭQJGөQJWXDELQWUӵFJLDR 3KҥPYLQJKLrQFӭXFӫDOXұQiQOjnJKLrQFӭXҧQKKѭӣQJFӫDFiFWK{QJVӕKuQKKӑF+'YjOW ÿӃQKLӋXVXҩWFӫDWXDELQWUӵFJLDRSKKӧSYӟLGzQJFKҧ\WUrQV{QJYjYHQELӇQӣ9LӋW1DP

éQJKƭDNKRDKӑF

D 9ӅOêWKX\ӃW

Xác ÿӏQKÿѭӧFSKѭѫQJSKiSWtQKWRiQWKLӃWNӃWXDELQWUӵFJLDRÿánh giá ÿѭӧFҧQKhѭӣQJFӫDPӝWVӕWK{QJVӕKuQKKӑFFӫDEiQKF{QJWiFÿӃQKLӋXVXҩWFӫDWXDELQOjPFѫ VӣFKRYLӋFOӵDFKӑQPүXEiQKF{QJWiFFyFKҩWOѭӧQJFDR SKKӧSYӟLÿLӅXNLӋQGzQJFKҧ\WKӵFWӃ

E 9ӅWKӵFWLӉQ

- KӃt quҧ nghiên cӭu có thӇ ӭng dөng vào thӵc tӃ tính toán thiӃt kӃ tua bin trӵc giao

ÿӇ lӵa chӑn FiFWK{QJVӕKuQKKӑFFӫDEiQKF{QJWiFQKѭsӕ lá cánh, FKLӅXGjLOiFiQK thông sӕ ÿѭӡng kính và chiӅu cao cӫa bánh công tác

- Tua bin trӵc giao có thӇ lҳp cho các công trình thӫy ÿiӋn vӟi công suҩt nhӓ ÿӇ có ÿѭӧc nguӗn năng lѭӧng ÿiӋn tái tҥo thông qua viӋc sӱ dөng dòng chҧy ӣ ven sông, ven biӇn, cӱa sông, thӫy triӅu và các dòng chҧy tҥi các kênh mѭѫng dүn nѭӟc trong thӫy lӧi TiӅm năng tӯ nguӗn năng lѭӧng tái tҥo này ӣ ViӋt nam là rҩt lӟn, do vұy, tính khҧ thi ӭng dөng các tә máy tua bin trӵc giao vào thӵc tiӉn là rҩt cao vӟi sӕ lѭӧng ÿáng kӇ

3KѭѫQJSKiSQJKLrQFӭX

3KѭѫQJSKiSQJKLrQFӭXÿѭӧFVӱGөQJOjNӃWKӧSQJKLrQFӭXWtQKWRiQOêWKX\ӃWYӟLP{SKӓQJWRiQKӑFYjWKӵFQJKLӋPYұWOêFөWKӇQKѭVDX

- 6ӱ GөQJ SKѭѫQJ SKiS NKҧR ViW WKӵF WӃ WKX WKұS WK{QJ WLQ NӃ WKӯD FiF NӃW TXҧQJKLrQFӭXFӫDWKӃJLӟLKӧSWiFYӟLFiFFiQKkQYjWұSWKӇFKX\rQQJjQKYӅWKLӃWEӏWKӫ\ÿLӋQӣWURQJYjQJRjLQѭӟFOӵDFKӑQÿѭӧFÿӕLWѭӧQJQJKLrQFӭXFӫDÿӅWjLOjWXDELQWUӵFJLDRWUөFÿӭQJF{QJVXҩWQKӓ;

- 6ӱGөQJSKҫQPӅP$QV\V-Fluent ÿӇNKҧRViWP{SKӓQJP{KuQKWRiQYӟLFiFPүXbánh công tác khác nhau, trên cѫ VӣÿóOӵDFKӑQSKѭѫQJiQNӃWFҩXWӕLѭu cho tua ELQWUӵFJLDRFӫDÿӅWjL;

- ӃWKӧSFKһWFKӁJLӳDWtQKWRiQOêWKX\ӃWYӟLP{KuQKWRiQYjWKӱQJKLӋPP{KuQKYұWOêWURQJÿLӅXNLӋQWKӵFWӃӣKLӋQWUѭӡQJ

ĈLӇPPӟLFӫDOXұQiQ

- /XұQ iQ ÿã [k\ GӵQJ ÿӅ [XҩW ORҥL WXD ELQ WUӵF JLDR Fy WKӇ NKDL WKiF Qăng lѭӧQJGzQJFKҧ\WUrQV{QJYHQELӇQÿӇSKiWÿLӋQSKөFYөQKXFҫXGkQVLQK7XDELQWUӵFJLDROjORҥLWXD ELQPӟLӣ9LӋW1DPYjOjORҥLWXDELQSKKӧSQKҩWÿӇNKDLWKiFFiFQJXӗQQăng lѭӧQJQj\;

- ӬQJ GөQJ WKjQK F{QJ SKҫQ PӅP P{ SKӓQJ Vӕ $QV\V-Fluent vào QJKLrQ FӭX P{SKӓQJTXiWUuQKOjPYLӋFFӫDWXDELQWUӵFJLDR;

- Ĉánh giá ÿѭӧFҧQKKѭӣQJFӫDPұWÿӝGm\FiQKOW YjWӹVӕKuQKKӑF+' WӟLÿһFWtQKKLӋXVXҩWFӫDWXDELQWUӵFJLDR;

- %әVXQJWѭ OLӋXFKRYLӋFWtQKWRiQWKLӃWNӃFKӃWҥRWXDELQWUӵFJLDRJySSKҫQÿҭ\PҥQK ӭQJ GөQJ WXD ELQ WUӵF JLDR WURQJ NKDL WKiF WLӅP Qăng năng lѭӧQJ GzQJ FKҧ\ WUrQV{QJYHQELӇQYjWKӫ\WULӅX

&KѭѫQJ  1JKLrQ FӭX WKӵF QJKLӋP WXD ELQ WUӵF JLDR WҥL KLӋQ WUѭӡQJ ӃW TXҧ ÿҥWÿѭӧFEjQOXұQYjNӃWOXұQNLӃQQJKӏ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

CỦA LUẬN ÁN

1.1 Tiềm năng về năng lượng dòng chảy sông, suối , ven biển và thủy triều ở Việt Nam

1.1.1 Tiềm năng về năng lượng dòng chảy

ViӋt Nam có diӋn tích 331.698 km2 [9], vӟi ÿѭӡng bӡ biӇn dài KѫQ km [5] và

OѭӧQJPѭDtrung bình khoҧng 1.940 mmQăP>@QKѭWKHR+uQK Ngoài ra, ViӋt Nam

có khoҧng 3.KzQÿҧo lӟn nhӓ [11,7] vӟi tәng diӋn tích biӇn trên 1 triӋu km2 [13] Tính

trung bình, cӭ khoҧng 100 km2 ÿҩt liӅQWKuFyNPÿѭӡng bӡ biӇn (tӹ lӋ này cao gҩp 6 lҫn

so vӟi mӭc trung bình cӫa thӃ giӟi)

Hình 1.1 Bản đồ bờ biển Việt Nam

Vùng biӇn ViӋt Nam là mӝt vùng biӇn hӣ, chӏXWiFÿӝng mҥnh mӁ cӫa gió mùa, kéo

theo là dòng chҧy mҥQK WKHR KѭӟQJ ÿ{QJ Eҳc Yj ÿ{QJ QDP [10], cho nên, khҧ QăQJ Wұn

dөQJQăQJOѭӧng dòng chҧy biӇn vӅ lâu dài là rҩt quan trӑQJÿһc biӋt, ӣ khu vӵc ven biӇn,

tҥi các cӱa sông, cӱa biӇn Ngoài ra, theo thӕng kê ViӋt Nam có khoҧng 392 con sông [4]

và cӭ khoҧng 23 Km dӑc theo bӡ biӇn thì lҥi có mӝt cӱDV{QJÿә ra biӇQѬӟc tính tәng

cӝng ViӋt Nam có khoҧng 114 cӱa sông, lҥch [12] KjQJQăPÿә ra biӇn khoҧng 880 tӹ m3

Qѭӟc [11]

Dӑc theo chiӅu dài vùng biӇQQѭӟc ta, có nhiӅu các cӱDV{QJÿә ra biӇn, các hӋ thӕng

YNJQJYӏnh ven biӇn tҥo nên nhiӅu vӏ trí có dòng chҧ\ÿLTXDFyÿӏa hình co hҽp

Hình 1.2 Hệ thống cửa sông đổ ra biển, hệ thống vũng, vịnh ven biển Hải Phòng, Quảng Ninh

Tҥi khu vӵc ven biӇn Hҧi Phòng và Quҧng Ninh, tұp trung rҩt nhiӅu các cӱa sông, cӱa lҥFKÿә ra biӇn, các hӋ thӕQJYNJQJYӏnh, tҥRQrQFiFÿRҥn eo hҽp mà tҥLÿy, vұn tӕc dòng chҧ\WăQJOrQÿiQJNӇ Tҥi các khu vӵc này, có thӇ NKDLWKiFÿѭӧFQăQJOѭӧng dòng chҧy ven biӇQQKѭWUrQKình 1.2

Ngoài ra, theo kӃt quҧ khҧo sát thӫ\YăQ tҥi các vùng ven bӡ và tҥi các cӱa sông, cӱa biӇn khu vӵc Hҧi Phòng - Quҧng Ninh có trӏ sӕ biên ÿӝ thӫy triӅu ӣ ÿk\NKiOӟn khoҧng 4m [8] nên vұn tӕc dòng chҧy ӣ ÿk\FNJQJOӟn và có thӇ NKDLWKiFÿѭӧFQăQJOѭӧng dòng chҧ\ÿӇ SKiWÿLӋn

Hình 1.3 Hệ thống cửa sông ven biển khu vực Quảng Nam

Khu vӵc ven biӇn Quҧng Nam có rҩt nhiӅu QKiQKV{QJÿә ra biӇn QKѭKình 1.3 HӋ thӕng các cӱa sông ra biӇn tұp trung chӫ yӃu ӣ khu vӵc biӇn CӱDĈҥi, cӱa sông Thu Bӗn Riêng hӋ thӕng sông Vu Gia - Thu Bӗn có tәQJOѭXOѭӧng dòng chҧy ӣ khu vӵc hҥ OѭXOj12,834.109 m3 [3] VӟLOѭXOѭӧng dòng chҧ\QKѭYұy, kӃt hӧp vӟi hӋ thӕng cӱDV{QJÿә ra biӇn, cho nên tҥi các khu vӵc này, có thӇ khai thác, sӱ dөng ÿѭӧFQăQJOѭӧng dòng chҧy

Hình 1.4 Hệ thống cửa sông ven biển khu vực Vũng Tàu

MұWÿӝ các cӱDV{QJFiFÿRҥn eo hҽp tұp trung rҩt nhiӅu tҥi khu vӵc ven biӇQ9NJQJTàu QKѭ WUrQ Kình 1.4 Theo kӃt quҧ ÿR ÿҥc, ELrQ ÿӝ triӅu tҥL ÿk\ NKi Oӟn, khoҧng 3m - 4m[6]GRÿy vұn tӕc dòng chҧy tӵ nhiên tҥi khu vӵc ven bӡ và khu vӵc cӱa sông, cӱa biӇn FNJQJUҩt lӟn, có thӇ NKDLWKiFÿѭӧFQăQJ Oѭӧng dòng chҧy tҥLÿk\ÿӇ SKiWÿLӋn

Hình 1.5 Hệ thống cửa sông ven biển khu vực Trà Vinh

Qua khҧo sát, khu vӵc ven biӇn khu vӵc Trà Vinh tұp trung nhiӅu các cӱa sông ra biӇn QKѭWUrQKình 1.5GRELrQÿӝ triӅu ӣ khu vӵc này FNJQJWѭѫQJÿӕi lӟn, khoҧng 1.5m -

sông thuӝc khu vӵc miӅn Tây Nam bӝ là An Thuұn, BӃn Lӭc, BӃn TrҥL %uQK Ĉҥi, Cҫn 7Kѫ&Kӧ /iFKĈҥi Ngãi, Gành Hào, Hòa Bình, Mӻ Hóa, Mӻ Thanh, Mӻ Tho, Mӻ Thuұn, Trà Vinh, Vàm Kênh và Tân An

Các thông sӕ ÿRFKLWLӃt cӫa mӝt sӕ trҥPÿLӇQKuQKÿѭӧc thӇ hiӋn tҥi các bҧng triӅu

PL 3.1; PL 3.2; PL 3.3; PL 3.4; PL 3.5; PL 3.6 và PL 3.7 trong phҫn Phө lөc do ViӋn kӻ thuұt biӇn và do Tәng cөc biӇn và hҧLÿҧo ViӋt Nam công bӕ

1.1.3 Khảo sát thực tế dòng chảy ven biển Hải Phòng

1KѭÿmWUuQKEj\ӣ trên, khu vӵc vùng biӇn Hҧi Phòng có nhiӅu tiӅPQăQJÿӇ khai WKiF QăQJ Oѭӧng dòng chҧy sông, suӕi, dòng chҧy ven biӇn Trong khoҧng thӡi gian tӯ ngày ÿӃn ngày 03/11/2015 (tӭc ngày 18/9/2015 ÿӃn ngày 22/9/2015 Âm lӏch), nhóm khҧo sát cӫa ViӋn Thӫ\ ÿiӋQ Yj QăQJ lѭӧng tái tҥR ÿm WLӃn hành khҧo sát thӵc tӃ dòng chҧy tҥi 03 khu vӵc ven quҫQÿҧo Cát Bà ± Hҧi Phòng, cө thӇ là: Khu vӵc bӃn ViӋt Hҧi, khu vӵc Hòn Tùng Gҩu và khu vӵc Hòn Tai Kéo

1.1.2.1 Khu vực bến Việt Hải

Tҥi khu vӵc bӃn ViӋt Hҧi, nhóm khҧo sát tiӃn hjQKÿRÿҥc tҥi 02 vӏ trí có ÿӏa hình co hҽSOj$Yj%QKѭÿѭӧc thӇ hiӋn trên bҧQÿӗ hình 1.7 TӑDÿӝ cӫa 2 vӏ WUt$Yj%ÿѭӧc xác ÿӏnh là:

Qua bҧng 1.3 thӕng kê khҧo sát ta thҩy, vұn tӕc trung bình cӫa dòng chҧy tҥi vӏ trí C

là 1.91 (m/s) Ta tiӃQKjQKÿROҫn, mӛi lҫn cách nhau 30 (ph), tәng cӝng thӡLJLDQÿROj

12 (h) và sӕ thӡi gian có vұn tӕc dòng chҧy lӟQKѫQPVOj.5 K 1KѭYұy, nӃXÿR(h) thì sӁ có khoҧng 10 - 13 (h), dòng chҧy duy trì ӣ vұn tӕc trên 2 m/s

Bảng 1.4 Vận tốc dòng chảy tại vị trí điểm D

Qua bҧng 1.4 thӕng kê khҧo sát ta thҩy, vұn tӕc trung bình cӫa dòng chҧy tҥi vӏ trí D

là 1,69 (m/s) Ta tiӃQKjQKÿROҫn, mӛi lҫn cách nhau 30 (ph), tәng cӝng thӡLJLDQÿROj

12 (h) và sӕ thӡi gian có vұn tӕc dòng chҧy lӟQKѫQPVOj5 K 1KѭYұy, nӃXÿRK thì sӁ có khoҧng 9 - 11 (h) dòng chҧy duy trì ӣ vұn tӕc trên 2 m/s

1.1.2.3 Khu vực hòn Tai Kéo

Hình 1.9 Khảo sát dòng chảy tại khu vực hòn Tai Kéo

Tҥi khu vӵc hòn Tai Kéo nhóm khҧo sát tiӃQKjQKÿRÿҥc tҥi 01 vӏ trí có ÿӏa hình co hҽp là vӏ WUt(QKѭÿѭӧc thӇ hiӋn trên bҧQÿӗ hình 1.9 TӑDÿӝ cӫa vӏ WUt(ÿѭӧF[iFÿӏnh là: ĈLӇm E: 20°45'34.3"N 107°03'54.0"E

Sau khi tiӃn hành khҧRViWÿRÿҥc, nhóm khҧRViWWKXÿѭӧc bҧng sӕ liӋu vӅ vұn tӕc dòng chҧy qua vӏ WUtÿLӇm E (bҧng 1.5)

Bảng 1.5 Vận tốc dòng chảy tại vị trí điểm E

Qua bҧng 1.5 thӕng kê khҧo sát ta thҩy, vұn tӕc trung bình cӫa dòng chҧy tҥi vӏ trí E

là 2,80 (m/s) Ta tiӃQKjQKÿROҫn, mӛi lҫn cách nhau 30 (ph), tәng cӝng thӡLJLDQÿROj

12 (h) và sӕ thӡi gian có vұn tӕc dòng chҧy lӟQKѫQPVOjK 1KѭYұy, nӃXÿRK thì sӁ có khoҧng 13 - 15 (h) dòng chҧy duy trì ӣ vұn tӕc trên 2 m/s

Qua kӃt quҧ nghiên cӭu và khҧo sát thӵc tӃ vӅ dòng chҧy tҥi 05 vӏ trí, cho thҩy, dòng chҧy tҥi tҩt cҧ các vӏ WUtÿӅu có khҧ QăQJNKDLWKiFÿѭӧc, vӟi vұn tӕc trung bình cӫa dòng chҧy khoҧng 2 (m/s) và thӡi gian khai thác trong ngày khoҧng 10 (h)

1.2 Giới thiệu chung về tua bin trực giao

1.2.1 Cấu tạo của tua bin trực giao

Tua bin trӵc giao vӅ FѫEҧQÿѭӧc cҧi tiӃn và phát triӇn tӯ mүu profile bánh công tác tua bin gió trөF ÿӭng kiӇX 'DUULHXV ÿѭӧc nhà sáng chӃ QJѭӡi Pháp (Darrieus) [38,46] nghiên cӭXÿҫu tiên vӟi bánh công tác dҥng cánh thҷng và profile cánh song song vӟi trөc tua bin Hình dҥng kӃt cҩu cӫa cánh bánh công tác bao gӗPFiFOiFiQKSURILOHÿӕi xӭng và ÿѭӧc gҳn chһt vӟi trөc quay

Cҩu tҥo cӫa bánh công tác tua bin trӵc giao trөFÿӭng gӗm các lá cánh có biên dҥng profile giӕng nhau dӑc theo chiӅu dài lá cánhÿѭӧc bӕ WUtÿӕi xӭng vӟi tâm quay, GRÿy, chiӅXTXD\Yjÿһc tính làm viӋc FNJQJQKѭKLӋu suҩt cӫa tua bin không phө thuӝc vào chiӅu dòng chҧy và cӝWQѭӟc làm viӋFQKѭFiFORҥi tua bin truyӅn thӕng khác (tua bin tâm trөc, tua bin Kѭӟng trөc, tua bin xung kích hai lҫn, tua bin gáo«)

Tua bin trӵFJLDRFyѭXÿLӇm là cҩu tҥRÿѫQJLҧn, dӉ chӃ tҥo và lҳSÿһt, chӍ cҫn có bӝ phұn neo giӳ ÿӇ ÿҧm bҧo vӅ sӵ cӭng vӳng và vұn hành an toàn, khó bӏ phá hӓng (hình 1.10)

Hình 1.10 Cấu tạo tua bin trực giao

Ngoài ra, các bánh công tác tua bin trӵc giao trөFÿӭng ÿѭӧc gҳn trên cùng mӝt trөc thҷQJÿӭng thành nhiӅu tҫng QKѭKuQK

Hình 1.11 Cấu tạo tổ máy tua bin trực giao có 3 tầng bánh công tác [33]

Vӟi kӃt cҩu nhiӅu tҫQJ QKѭ Yұ\ NKL ÿy QăQJ Oѭӧng cӫa tua bin ÿѭӧc tҥo ra do sӱ dөng tҩt cҧ diӋn tích mһt cҳt ngang cӫa dòng chҧ\ ÿӇ WăQJ công suҩt máy, nhӡ ÿy, giҧm ÿѭӧc chi phí tәng thӇ cӫDQKjPi\SKiWÿLӋn Hình 1.11 trình bày cҩu tҥo tә máy tua bin trӵc giao có 3 tҫng bánh công tác

Nguyên lý hoҥWÿӝng cӫa tua bin trӵc giao chӫ yӃu phө thuӝc vào vұn tӕc cӫa dòng chҧy, GRÿy nó ÿѭӧc ӭng dөQJÿӇ NKDLWKiFQăQJOѭӧng cӫa dòng chҧy có vұn tӕFYjOѭXOѭӧng nhӓ QKѭGzQJFKҧy thӫy triӅu, dòng chҧy tҥi các cӱa sông, cӱa biӇn, tҥi các vӏ trí có mһt cҳt co hҽp ven biӇQWUrQFiFNrQKWѭӟLWLrXWUrQFiFF{QJWUuQKQJăQPһn, tҥi các tuyӃn ÿrELӇn, thұm chí, tҥi các cӱa xҧ Qѭӟc cӫa khu công nghiӋp, QѫLFyYұn tӕc dòng chҧy thҧi lӟn QKѭWUrQKuQK± 1.15

Hình 1.12 Lắp đặt tua bin trực giao trên kênh

thủy lợi tưới tiêu

Hình 1.13 Lắp đặt tua bin trực giao tại cửa xả của hệ thống nước xả thải khu công nghiệp

Hình 1.14 Lắp đặt tua bin trực giao khai thác

năng lượng dòng chảy trên sông Hình 1.15 Lắp đặt tua bin trực giao dưới gầm cầu để khai thác năng lượng dòng chảy

1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng tua bin trực giao trên thế giới và ở

1.3.1 Giới thiệu chung

Không giӕng các loҥi tua bin truyӅn thӕng khác, tua bin trӵc giao GQJÿӇ khai thác

QăQJOѭӧng dòng chҧy có vұn tӕFYjOѭXOѭӧng nhӓ ÿѭӧc quan tâm phát triӇn trong nhӳng

QăPJҫn ÿk\ [53] Tuy nhiên, vӟi tiӅPQăQJӭng dөng lӟn cӫa loҥi tua ELQQj\FKRÿӃn

nay, ÿmFymӝt sӕ Qѭӟc trên thӃ giӟLÿҫXWѭQJKLrQFӭu phát triӇn tua bin trӵc giao vӟi các

quy mô khác nhau Các bҧn thiӃt kӃ, kinh nghiӋPWKXÿѭӧc tӯ các thӱ nghiӋm giúp nâng

cao dҫn FѫVӣ lý thuyӃt tính toán thiӃt kӃ FNJQJQKѭhiӋu suҩt cӫa loҥi tua bin này Nó dҫn

trӣ thành dҥng tua bin không thӇ thiӃX WURQJ FiF QKj Pi\ ÿLӋn GQJ ÿӇ NKDL WKiF QăQJ

Oѭӧng cӫa dòng chҧy có vұn tӕFYjOѭXOѭӧng nhӓÿһc biӋt hiӋu quҧ ÿӕi vӟi các dòng chҧy

thӫy triӅu, dòng chҧy ven sông, ven biӇn

ViӋc nghiên cӭu hoàn thiӋn lý thuyӃWWtQKWRiQÿѭDUDÿѭӧc mүu bánh công tác phù

hӧp vӟLÿLӅu kiӋn dòng chҧy, có hiӋu suҩt cao, ӭng dөQJÿӇ chӃ tҥRÿѭӧFWURQJQѭӟc là mӝt

nӝi dung cҫn thiӃt, nhҵPQkQJFDRQăQJOӵc cӫDFiFFѫTXDQQJKLrQFӭu, thiӃt kӃ chӃ tҥo,

sӱa chӳa loҥi thiӃt bӏ thӫ\ÿLӋn mӟi này

Ӣ Qѭӟc ngoài, tua bin trӵc giao ÿmÿѭӧc mӝt sӕ Qѭӟc trên thӃ giӟi nghiên cӭu, ӭng

dөng Mӝt sӕ kӃt quҧ nghiên cӭu vӅ tua bin trӵc giao ÿmÿѭӧc các nhà khoa hӑc trên thӃ

giӟi công bӕ, mһc dù còn ít vӅ sӕ Oѭӧng, hҥn chӃ vӅ nӝi dung

1.3.2 Tình hình về nghiên cứu tua bin trực giao trên thế giới

HiӋn nay, trên thӃ giӟi, có rҩt ít các nghiên cӭu vӅ tua bin trӵc giao ÿӇ NKDLWKiFQăQJ

Oѭӧng dòng chҧy thӫy triӅu, dòng chҧy ven sông, ven biӇn, tҥi các cӱa sông cӱa biӇn Các

nhà khoa hӑFWKѭӡng chӫ yӃu dӵa WUrQFѫVӣ các mүu profile lá cánh bánh công tác ÿmÿѭӧc

công bӕ và ÿѭӧc ӭng dөng rӝQJUmLWURQJP{LWUѭӡng không khí Các tác giҧ tұp trung lӵa

chӑQSURILOHFNJQJQKѭNtFKWKѭӟc hình hӑc các lá cánh và hiӋu chӍnh lҥi tӍ lӋ ÿҳSÿӝ dày lá

cánh, tӯ ÿy, tҥo mүu profile cho tua bin trӵFJLDRNKDLWKiFQăQJOѭӧng dòng chҧy

Các công trình nghiên cӭu vӅ tua bin trӵc giao hiӋn nay ÿѭӧc công bӕ chӫ yӃu là sҧn

phҭPÿmÿѭӧFWKѭѫQJPҥi hóa và ӭng dөQJFKRFiFQKjPi\SKiWÿLӋQGQJQăQJOѭӧng

dòng chҧy thӫy triӅu, dòng chҧy ven biӇn [43]

Loҥi tua ELQQj\ÿѭӧFÿһt trӵc tiӃp trên sông, biӇn và QăQJOѭӧng ÿѭӧc tҥo ra chӫ yӃu

tӯ ÿӝQJQăQJFӫDGzQJQѭӟF1ăQJOѭӧng có thӇ NKDLWKiFÿѭӧc là hàm cӫa tӍ trӑng và vұn

tӕc dòng chҧy Yêu cҫu vӅ vұn tӕc dòng chҧy ÿӇ có thӇ vұQKjQKÿѭӧc tua bin trӵc giao

WKѭӡng là (1-2) PV QKѭQJ Yұn tӕc dòng chҧy có thӇ sӱ dөng trong phҥm vi 1 ± 3,5

m/s[24]

Khái niӋm tua bin trӵc giao trөFÿӭng lҫQÿҫXWLrQÿѭӧc sáng chӃ bӣi mӝt nhà phát

PLQKQJѭӡi Pháp tên là Georges Darrieus tӯ QăP[21] WUrQFѫVӣ mӝt tua bin gió trөc

ÿӭng VӅ FѫEҧn loҥi tua ELQQj\ÿѭӧFGQJFKRP{LWUѭӡQJJLyVDXÿyӭng dөng cho môi

WUѭӡQJQѭӟc Trong nhӳQJQăP ÿҫu 1980, khái niӋm tua bin trӵc giao ÿmÿѭӧc làm cho

WѭѫQJWKtFKYӟi Qѭӟc thông qua mӝWFKѭѫQJWUuQKGѭӟi sӵ chӫ trì bӣi Barry Davis, ÿѭӧc sӵ

hӛ trӧ tӯ HӝLÿӗng Nghiên cӭu quӕc gia và tài nguyên thiên nhiên Canada Trong quá trình

thӵc hiӋn FKѭѫQJWUuQKQj\, mӝt loҥt mүu máy ÿѭӧc xây dӵng và thӱ nghiӋm Các mүu thӱ

nghiӋPÿҥWÿѭӧc các mӭFÿӝ WKjQKF{QJNKiFQKDXQKѭQJWҩt cҧ ÿmFKӭng tӓ công nghӋ là

có thӇ OjPÿѭӧc [51]

Các nhà khoa hӑc Canada là nhӳQJQJѭӡLÿҫu tiên tiӃn hành nghiên cӭu ÿҫ\ÿӫ và

phát triӇn loҥi tua bin trӵc giao 1ăP  tҥi phòng thí nghiӋm, mô hình nghiên cӭu

ÿѭӧc lӵa chӑQFyÿѭӡng kính 0,63m, vӟi kӃt cҩu có bӝ phұn dүn dòng gӗm có ӕng vào hӝi

tө và ӕng dүQ Qѭӟc ra phân kǤ KӃt quҧ nghiên cӭu này cho hiӋu suҩt cao nhҩt là

37%[20,33]

1ăP  QKyP WiF JLҧ Yu.B.Shpolyanski, B.L.Istorik, I.N.Usachev và

V.Yu.Sobolev tҥi ViӋn nghiên cӭXQăQJOѭӧng cӫD1JDÿmF{QJEӕ bài báo giӟi thiӋu mô

hình sӕ thӵc hiӋn cho viӋc thiӃt kӃ tә máy tua bin trӵF JLDR FNJQJ QKѭ FiF ÿһF WtQK QăQJ

Oѭӧng cӫa máy [53] Sau khi nghiên cӭu vӅ mô hình toán và thӵc nghiӋm trên mô hình vұt

lý cho tua bin trӵc giao, nhóm tác giҧ ÿmÿѭDUDÿѭӧc mӝt sӕ kӃt quҧ nghiên cӭu sau:

- ĈһFWtQKQăQJOѭӧng cӫa tua bin trӵc giao phө thuӝFYjRFiFNtFKWKѭӟc liên quan

cӫDFiQKEiQKF{QJWiFFiFNtFKWKѭӟc FѫEҧn cӫa lá cánh bánh công tác tua bin

ÿѭӧF[iFÿӏnh bӣLFiFSKѭѫQJWUuQK(1.1):

̅c = Lc/D; ̅b = b/Lc (1.1)

= Z.Lc/D

7URQJÿy

Lc - ChiӅu dài dây cung profile lá cánh bánh công tác tua bin

b - ChiӅu dày cӫa profile lá cánh bánh công tác tua bin

Z ± Sӕ lá cánh bánh công tác tua bin

D ± Ĉѭӡng kính bánh công tác tua bin

- hӋ sӕ cӭng vӳng hay là mӭF ÿӝ che phӫ cӫa quӻ ÿҥo dӏch chuyӇn lá cánh bánh công tác( = 0 - không có cánh bánh công tác nào, = - toàn bӝ quӻ ÿҥRÿѭӧc che phӫ bӣLFiFOiFiQKYjQѭӟFNK{QJ[X\rQTXDÿѭӧc bánh công tác)

- HiӋu suҩt lӟn nhҩt cӫa tua bin trӵc giao bӏ ҧQKKѭӣng phҫn lӟn bӣi sӕ Reynolds cӫa lá cánh bánh công tác YjÿѭӧF[iFÿӏnh thHRSKѭѫQJWUuQK (1.2):

c e

thì sӵ JLDWăQJQj\OjNK{QJWKӇ nhұn thҩy và hiӋu suҩWÿӝc lұp vӟi

sӕ công suҩt Cp và tӹ sӕ vұn tӕc (Cp - ... profile cánh bánh công tác tua bin

b - ChiӅu dày cӫa profile cánh bánh công tác tua bin

Z ± Sӕ cánh bánh công tác tua bin

D ± Ĉѭӡng kính bánh cơng tác tua bin

... cánh bánh cơng tácÿѭӡng kính bánh cơng tác tua bin chiӅu cao

bánh công tác tua bin

Tua bin trӵc giao dùQJÿӇ NKDLWKiFQăQJOѭӧng dòng chҧy loҥi tua bin mӟLÿѭӧc

nghiên. ..

Hình 2.9 Đường quan hệ hệ số công suất tỷ số vận tốc tua bin trực giao [50]

- Tính tốn, lựa chọn thơng số hình học bánh cơng tác tua bin

&ăQFӭ vào