- 69 - vaỡ : k 1k 1 1 * 1 1 1k 1 k C C + = Vỏỷy : k 1k` 1 k 2 1 1k 1 1 1 1k 1k 1k 2 sin )sin( + + + = + (3.58) Nhổ vỏỷy laỡ, trón cồ sồớ cuớa phổồng trỗnh lión tuỷc coù thóứ thióỳt lỏỷp quan hóỷ gỏửn õuùng giổợa õọỹ lóỷch doỡng hồi trong mióửn cừt vaùt cuớa ọỳng phun vồùi õọỹ giaợn nồớ 1 . ọỳi vồùi hồi quaù nhióỷt ( k = 1,3 ) theo (3.58) ta dổỷng õọử thở Hỗnh 3.21 Giồùi haỷn giaớm aùp suỏỳt 1 trong mióửn cừt vaùt cuợng coù thóứ xaùc õởnh õổồỹc qua phổồng trỗnh (3.58). Thỏỷt vỏỷy, giồùi haỷn giaợn nồớ ổùng vồùi trổồỡng hồỹp khi õổồỡng õúng aùp (õổồỡng õỷc tờnh) xuỏỳt phaùt tổỡ õióứm A (Hỗnh 3.20) gỏửn truỡng vồùi mỷt phúng AB, mỷt phúng giồùi haỷn mióửn cừt vaùt cuớa ọỳng phun. Nhổng trong trổồỡng hồỹp ỏỳy goùc 1 + a cuớa goùc C 1 truỡng vồùi goùc , nón sin ( 1 + a ) sin = 11* *1 C a Cv C v = Tổỡ õúng thổùc naỡy tỗm õổồỹc: k 1k 11 k 1 * 2 1k sin + = Giaới phổồng trỗnh naỡy ta coù : 1k k2 1 1k k ).(sin 1k 2 + + + = (3-59) ọỹ giaợn nồớ giồùi haỷn tuỡy thuọỹc vaỡo goùc 1 õổồỹc trỗnh baỡy trón Hỗnh 3.21 bũng õổồỡng thúng nghióng. 0,2 0,10,30,40,5 20 30 o o o 10 = f(1) sin(1+1) sin1 1 2,0 1,5 1,0 Hỗnh 3.21 ọử thở õóứ xaùc õởnh goùc lóỷch trong mióửn cừt vaùt - 70 - ỷc tờnh thay õọứi tọỳc õọỹ vaỡ õọỹ lóỷch doỡng khi giaợn nồớ trong mióửn cừt vaùt cuớa ọỳng phun õổồỹc thóứ hióỷn trón Hỗnh 3.22. õỏy õaợ dổỷng õổồỡng muùt caùc tia vỏỷn tọỳc tổồng õọỳi = c 1 / a * cho caùc ọỳng phun vồùi goùc ra 1 = 20 o vaỡ k = 1,3. Giồùi haỷn giaợn nồớ trong mióửn cừt vaùt seợ kóỳt thuùc khi = 0,19. Quaù trỗnh giaợn nồớ tióỳp theo xaớy ra ngoaỡi phaỷm vi cừt vaùt. Trón Hỗnh 3.22 ta thỏỳy rũng khi giaợn nồớ trong mióửn cừt vaùt C u = C 1 cos 1 tng chỏỷm dỏửn khi aùp suỏỳt 1 caỡng thỏỳp. Sau khi mỏỳt khaớ nng giaợn nồớ trong mióửn cừt vaùt, tổùc laỡ khi 1 < cho õóỳn luùc 1 0, thaỡnh phỏửn tọỳc õọỹ C 1u = (C 1 cos 1 ) max = C 1umax = const vaỡ chố tng thaỡnh phỏửn C 1 a = C 1 sin 1 maỡ thọi. Khi doỡng chaớy trong chỏn khọng ( 1 0) max = 2,77 õọỹ lóỷch doỡng õaỷt tồùi giaù trở lồùn nhỏỳt. ọử thở Hỗnh 3.22 õổồỹc xỏy dổỷng theo caùc cọng thổùc cuớa khờ lyù tổồớng (3.34), (3.58). Chuù yù rũng, ồớ õỏy chố laỡ giaớ thióỳt, vỗ trong thổùc tóỳ khi giaợn nồớ quaù sỏu hồi nổồùc chuyóứn vóử vuỡng baớo hoỡa, nón caùc phổồng trỗnh tờnh toaùn luùc õỏửu seợ khọng phuỡ hồỹp nổợa. Vỗ vỏỷy õọử thở naỡy chố xem nhổ laỡ vờ duỷ õóứ minh hoỹa õỷc tờnh lóỷch doỡng trong vaỡ ngoaỡi mióửn cừt vaùt khi hồi giaợn nồớ khaù sỏu. ọỳi vồùi daợy ọỳng phun to dỏửn õọỹ lóỷch doỡng bừt õỏửu khọng phaới tổỡ chóỳ õọỹ 1 * maỡ chóỳ õọỹ 1 1o ( tờnh toaùn ) ặẽng duỷng phổồng trỗnh (3.37) ta õổồỹc cọng thổùc tổồng tổỷ nhổ (3-58) k 1k 1 k 2 1 k 1k o1 k 2 o1 t1 ot1 ot1 t1 1 1 C )C( )v( v sin )sin( + + === + k 1k 1 k 2 1 1k 1 1 min 1k 1k 1k 2 F F + + + + = (3-60) õỏy chố sọỳ 0 thuọỹc chóỳ õọỹ tờnh toaùn. = 1 m a x 1+max 1+a Cumax 1 = 20 = 0 Hỗnh 3.22 ổồỡng tia muùt vỏỷn tọỳc khi hồi giaợn nồớ õóỳn caùc õọỳi aùp khaùc nhau - 71 - 3-6. Sổỷ bióỳn õọứi nng lổồỹng trong tỏửng tuọỳc bin doỹc truỷc: Tỏửng tuọỳc bin laỡ tọứ hồỹp cuớa daợy caùnh ọỳng phun bỏỳt õọỹng, maỡ trong raợnh cuớa noù doỡng hồi seợ õổồỹc tng tọỳc vaỡ daợy caùnh õọỹng, trong õoù nng lổồỹng cuớa doỡng hồi õổồỹc bióỳn õọứi thaỡnh cồ - cọng laỡm quay rọto. Ta seợ nghión cổùu sổỷ bióỳn õọứi õoù trong mọỹt tỏửng trung gian cuớa tuọỳc bin doỹc truỷc (Hỗnh 3.23) Trong raợnh caùc ọỳng phun hồi giaợn nồớ tổỡ aùp suỏỳt trổồùc ọỳng phun P o õóỳn aùp suỏỳt P 1 trong khe hồớ ồớ giổợa caùnh ọỳng phun vaỡ caùnh õọỹng. õỏửu ra khoới ọỳng phun trong quaù trỗnh giaợn nồớ mọi chỏỳt coù tọỳc õọỹ C 1, hổồùng theo goùc 1 so vồùi veùc tồ tọỳc õọỹ voỡng cuớa caùnh õọỹng (Hỗnh 3.24) Daợy caùnh õọỹng chuyóứn õọỹng sau ọỳng phun vồùi tọỳc õọỹ voỡng u. Giaù trởỷ cuớa tọỳc õọỹ naỡy phuỷ thuọỹc vaỡo õổồỡng kờnh trung bỗnh d vaỡ vaỡo tỏửn sọỳ quay cuớa rọto n (u = dn). õỏửu vaỡo daợy caùnh õọỹng trong chuyóứn õọỹng tổồng õọỳi mọi chỏỳt dởch chuyóứn vồùi tọỳc õọỹ tổồng õọỳi 1 W õổồỹc xaùc õởnh bũng : 1 W = 1 C - u Caùc veùc tồ tọỳc õọỹ tuyóỷt õọỳi C 1 , tọỳc õọỹ voỡng u vaỡ tọỳc õọỹ tổồng õọỳi 1 W taỷo thaỡnh tam giaùc tọỳc õọỹ ồớ õỏửu vaỡo caùc caùnh õọỹng (tam giaùc tọỳc õọỹ vaỡo). Goùc taỷo thaỡnh giổợa caùc vec tồ tọỳc õọỹ tổồng õọỳi vaỡ tọỳc õọỹ voỡng õổồỹc kyù l1 1 p 2 1 p o l2 p 1 BB 2 d Hỗnh 3.23 Sồ õọử tỏửng tuọỳc bin doỹc truỷc . C c 1 B' 1 b B p 1 l1 p i oo 1 i 1 1 2 2 2 2 1 1 w c 1 c w 1 u u u Hỗnh 3.24 Prọfin daợy ọỳng phun vaỡ caùnh õọỹng - 72 - hiãûu qua β 1 . Khi gia cäng hỉåïng ca cạc mẹp vo cạnh quảt âäüng do hỉåïng ca täúc âäü tỉång âäúi, tỉïc l gọc β 1 , xạc âënh. Khi âi qua dy cạnh âäüng håi tiãúp tủc gin nåí trong rnh tỉì ạp sút P 1 âãún ạp sút P 2 sau cạc cạnh âäüng v dng thç bë ngồût. Do ngồût dng v do gin nåí håi trong cạc cạnh âäüng m tảo nãn lỉûc, tỉïc l mämen quay, tạc dủng lãn räto v sinh cäng âãø thàóng tråí lỉûc ca mạy âỉåüc truưn âäüng m tảo thnh pháưn xung lỉûc, cn do gia täúc dng trong rnh cạnh âäüng - pháưn phn lỉûc tạc dủng lãn cạnh quảt. ÅÍ âáưu ra khi cạc rnh cạnh âäüng täúc âäü tỉång âäúi W 2 âỉåüc xạc âënh båíi âäüng nàng trong chuøn âäüng tỉång âäúi åí âáưu vo trong rnh cạnh âäüng v båíi nàng lỉåüng ca håi gin nåí tỉì ạp sút P 1 âãún ạp sút P 2 täúc âäü tỉång âäúi 2 W v täúc âäü vng quay u , ta cọ vẹc tå täúc âäü tuût âäúi 2 C . K hiãûu ca vẹc tå täúc âäü 2 W våïi hỉåïng ngỉåüc chiãưu våïi u qua β 2 . Giạ trë ca gọc ny do hçnh dảng ca präfin cạnh quảt âäüng v sỉû bäú trê trãn räto xạc âënh ; hån nỉỵa hỉåïng ca mẹp ra cạnh âäüng s xạc âënh hỉåïng täúc âäü 2 C våïi hỉåïng ngỉåüc chiãưu våïi u âỉåüc k hiãûu bàòng α 2 . Tam giạc täúc âäü do cạc vẹc tå 2 W ,u v 2 C tảo thnh âỉåüc gi tam giạc täúc âäü ra. Quạ trçnh dng chy ca mäi cháút trong túc bin âỉåüc biãøu thë trãn gin âäư i - s (Hçnh 3.25) Nãúu dng håi chuøn âäüng trong cạnh âäüng khäng cọ täøn tháút thç khi håi gin nåí tỉì ạp sút P 1 âãún ạp sút P 2 entanpi s gim xúng h 02 - i 1 - i 2 v nhiãût giạng l thuút ca ton táưng s l : h o = h 01 + h 02’ Trong âọ , h 01 - nhiãût giạng l thuút trong dy äúng phun h 02 - nhiãût giạng l thuút trong dy cạnh âäüng Tháût ra, h 02 ≠ h 02’ båíi vç do cọ täøn tháút trong äúng phun m nhiãût âäü trỉåïc dy cạnh âäüng tàng lãn. Do âọ h 02 tàng chụt êt so våïi h’ 02’ . Thãú nhỉng nãúu täøn tháút trong äúng phun khäng låïn làõm, nhiãưu trỉåìng håüp cọ thãø coi h 02 = h’ 02 i s p ο h ο p i ο i 1 t ο t i h 0 1 0 2 h ' 1 1 t i 2 i 2 t p 2 h 0 2 i 1 2 Hçnh 3.25 Quạ trçnh ca dng chy trong táưng túc bin trãn âäư thë i-s - 73 - Trong thỉûc tãú, do cọ täøn tháút , sỉû gin nåí håi trong dy cạnh âäüng s lm tàng entropi v trảng thại håi åí âáưu ra khi cạnh âäüng cọ thãø biãøu thë bàòng âiãøm 2 (Hçnh3.25) Âäü phn lỉûc. T säú nhiãût giạng h 02 trãn nhiãût giạng ton táưng : 0 02 0201 02 h h hh h ≈ + =ρ (3-61) âỉåüc gi l âäü phn lỉûc. Nãúu âäü phn lỉûc ca táưng ρ = 0 v khäng cọ gin nåí håi thãm trong dy cạnh âäüng thç táưng âỉåüc gi l xung lỉûc. Nãúu âäü phn lỉûc khäng låïn làõm (ρ = 0,1÷0,15 ) thç táưng âỉåüc gi l xung lỉûc, âäi khi cn gi l táưng xung lỉûc cọ âäü phn lỉûc bẹ. Nãúu âäü phn lỉûc khạ låïn (ρ = 0,4 ÷0,6) thç táưng âỉåüc gi l táưng phn lỉûc. Trong cạc táưng túc bin håi thỉåìng khäng dng âäü phn lỉûc låïn hån. Trong mäüt säú trỉåìng håüp cọ thãø gàûp ạp sút P 1 håi bẹ hån ạp sút P 2 . Hån nỉỵa ạp sút trong rnh cạnh âäüng s tàng lãn, nhiãût giạng h 02 cọ thãø ám v ρ < 0. Âäü phn lỉûc ám s lm tàng thãm täøn tháút v cáưn phi trạnh hiãûn tỉåüng ny. Thäng thỉåìng âäü phn lỉûc ám hay xy ra åí tiãút diãûn gäúc ca dy cạnh âäüng cng nhỉ åí mäüt vi chãú âäü khạc våïi tênh toạn. Lỉûc tạc dủng lãn cạc cạnh âäüng Cọ lỉûc khê âäüng hc tạc dủng lãn cạnh âäüng khi dng håi bao quanh l do sỉû ngồût dng trong rnh cạnh v sỉû gia täúc ca nọ. Sỉû ngồût v gia täúc dng håi trong cạc rnh cạnh cong diãùn ra dỉåïi nh hỉåíng ca cạc lỉûc tạc dủng lãn dng håi sau âáy: - Dng håi chëu phn lỉûc ca vạch r nh cạnh quảt - Håi âiãưn âáưy rnh chëu tạc dủng ca hiãûu säú ạp lỉûc P 1 - P 2 åí âáưu vo v âáưu ra ca rnh. Nãúu k hiãûu R’ - håüp lỉûc tỉì cạc cạnh quảt tạc dủng lãn dng håi, thç dng håi s tạc dủng lãn cạnh quảt mäüt lỉûc R bàòng R’, nhỉng ngỉåüc chiãưu. Khi tênh toạn thỉåìng chiãúu lỉûc áúy lãn phỉång täúc âäü vng R u v theo phỉång thàóng gọc våïi nọ Ra. Âãø tçm lỉûc vng R u do dng håi tạc dủng lãn cạnh quảt R’ u (bàòng nhỉng khạc dáúu). Lỉûc ny cọ thãø tçm âỉåüc dỉûa vo phỉång trçnh âäüng lỉåüng. Ta s xẹt dng håi qua rnh cạnh âäüng, âỉåüc biãøu thë trãn Hçnh 3-26. . caùc ọỳng phun vồùi goùc ra 1 = 20 o vaỡ k = 1,3. Giồùi haỷn giaợn nồớ trong mióửn cừt vaùt seợ kóỳt thuùc khi = 0,19. Quaù trỗnh giaợn nồớ tióỳp theo xaớy ra ngoaỡi phaỷm vi cừt vaùt (Hỗnh 3.23) Trong ra nh caùc ọỳng phun hồi giaợn nồớ tổỡ aùp suỏỳt trổồùc ọỳng phun P o õóỳn aùp suỏỳt P 1 trong khe hồớ ồớ giổợa caùnh ọỳng phun vaỡ caùnh õọỹng. õỏửu ra khoới ọỳng phun. chiãưu. Khi tênh toạn thỉåìng chiãúu lỉûc áúy lãn phỉång täúc âäü vng R u v theo phỉång thàóng gọc våïi nọ Ra. Âãø tçm lỉûc vng R u do dng håi tạc dủng lãn cạnh quảt R’ u (bàòng nhỉng