Việt Nam là một trong những nước bị ảnh hưởng nhiều nhất của biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng. Những ảnh hưởng cực đoan do mưa nhiều, hạn nhiều và bão lớn sẽ làm tăng nhu cầu xây dựng nhiều trạm bơm lớn để chống úng và chống hạn.
Các trạm bơm vừa và lớn cho tưới tiêu thủy lợi ở Việt Nam hiện nay đang tập trung chủ yếu ở đồng bằng Bắc Bộ và Bắc khu bốn cũ, đa phần được thiết kế và xây dựng từ những năm còn chiến tranh hoặc trong thời kỳ bao cấp; khi mà các điều kiện kinh tế và giao lưu quốc tế còn hạn chế. Tuy có được sự hỗ trợ của các chuyên gia các nước xã hội chủ nghĩa nhưng đa phần cũng được tính toán thiết kế dựa vào sách vở chưa có mô hình toán và cả mô hình vật lý, ngoài ra kinh nghiệm trong lĩnh vực bơm và trạm bơm cũng chưa nhiều.
Chính vì vậy, hầu hết các trạm bơm vừa và lớn đều có những vấn đề về thủy lực bể hút và buồng hút. Nghiên cứu thành công giải pháp sử dụng phần mềm FLUENT để đề xuất “Nghiên cứu, tính toán, thiết kế buồng hút, bể hút để cải tạo và nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống các trạm bơm vừa và lớn” để làm cơ sở xử lý các bể hút và buồng hút của các trạm bơm vừa và lớn sẵn có hiện nay ở Việt Nam không những nâng cao hiệu quả hoạt động của các trạm bơm này, mà còn là cơ sở để rút kinh nghiệm trong việc thiết kế các trạm bơm mới do Cơ quan chủ trì Viện Bơm và Thiết bị Thủy Lợi cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài TS. Đinh Anh Tuấn thực hiện. Nhằm mục tiêu đề xuất được phương pháp tính toán, thiết kế, cải tạo buồng hút, bể hút nhằm nâng cao hiệu quả vận hành khai thác trạm bơm vừa và lớn hiện có.
Sau thời gian nghiên cứu từ 12/2012 đến 12/2016. Các nội dung đã đăng ký của đề tài theo thuyết minh được duyệt và hợp đồng Nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ đã được thực hiện đầy đủ về số lượng, khối lượng và chủng loại, đúng thời gian quy định (đã được gia hạn).
Trong các thông số hình học phục vụ thiết kế buồng hút bơm độ ngập đặt ống hút h2 là thông số quan trọng nhất, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành xoáy trên mặt thoáng, và mang không khí từ mặt thoáng vào ống hút của bơm. Việc lựa chọn giá trị h2 thích hợp sẽ đảm bảo được chất lượng làm việc của bơm cũng như giá thành công trình hợp lý.
Nhiều tác giả khác nhau đã đƣa ra các công thức xác định h2/D khác nhau. Khoảng biến động của các giá trị h2 khuyến cáo khá lớn: h2/D=0,5-1,8. Trong nghiên cứu trước đây các tác giả đã thực hiện mô phỏng tính toán cho các giá trị h2/D=0,74 và 1,2, đồng thời so sánh kết quả nghiên cứu thực nghiệm của ISSA. Kết quả cho thấy khoảng giá trị khuyến cáo của sổ tay KTTL.
Tất cả các giá trị khuyến cáo về giá trị h2 đều cho dưới dạng h2/D trong khoảng giá trị. Duy chỉ có khuyến cáo của Viện Thủy lực Mỹ [13], giá trị khuyến cáo của h2/D cho dưới dạng hàm số của số Fr, được xác định qua phân tích thứ nguyên. Về mặt vật lý, đề xuất này có tính hợp lý vì không chỉ đƣờng kính mà cả vận tốc chảy cũng ảnh hưởng đến việc hình thành xoáy mặt thoáng. Trong bài báo này các tác giả sẽ đề xuất miền giá trị của h2 trong tương quan với D và Q.
Các kết luận nhận được của từ nghiên cứu của 7 nhóm tham gia như sau:
1/ Độ ngập tới hạn cho xoáy mang khí hầu nhƣ tỷ lệ với lưu lượng trong buồng hút (hình 4.1). Ứng xử của xoáy là không
dừng, và thời gian tồn tại của xoáy thay đổi rất lớn.
2/ Xoáy ngầm xuất hiện kèm theo xoáy mang khí trong vùng có độ ngập nhỏ và lưu lượng lớn. Độ ngập tới hạn cho xoáy chìm cũng tỷ lệ với lưu lượng;
3/ Một số phần mềm CFD có thể dự báo sự xuất hiện của xoáy thấy được và vị trí của nó cho một điều kiện về độ ngập và lưu lượng với độ chính xác chấp nhận được cho ứng dụng trong thực tế;
Qua ứng dụng bộ dẫn dòng bể hút, buồng hút trạm bơm Như Quỳnh đã mang lại hiệu quả rõ rệt. Cho thấy, sử dụng phần mềm Fluent để nghiên cứu dòng chảy bể hút, buồng hút các trạm bơm vùa và lớn, từ đó đề xuất các giải pháp xử lý để nâng cao và cải thiện chất lượng dòng chảy ở bể hút và buồng hút của các trạm bơm này là hợp lý và có ý nghĩa thực tiễn cao.
Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 13794/2017) tại Cục Thông tin KHCNQG.
Theo NASATI
Các trạm bơm vừa và lớn cho tưới tiêu thủy lợi ở Việt Nam hiện nay đang tập trung chủ yếu ở đồng bằng Bắc Bộ và Bắc khu bốn cũ, đa phần được thiết kế và xây dựng từ những năm còn chiến tranh hoặc trong thời kỳ bao cấp; khi mà các điều kiện kinh tế và giao lưu quốc tế còn hạn chế. Tuy có được sự hỗ trợ của các chuyên gia các nước xã hội chủ nghĩa nhưng đa phần cũng được tính toán thiết kế dựa vào sách vở chưa có mô hình toán và cả mô hình vật lý, ngoài ra kinh nghiệm trong lĩnh vực bơm và trạm bơm cũng chưa nhiều.
Chính vì vậy, hầu hết các trạm bơm vừa và lớn đều có những vấn đề về thủy lực bể hút và buồng hút. Nghiên cứu thành công giải pháp sử dụng phần mềm FLUENT để đề xuất “Nghiên cứu, tính toán, thiết kế buồng hút, bể hút để cải tạo và nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống các trạm bơm vừa và lớn” để làm cơ sở xử lý các bể hút và buồng hút của các trạm bơm vừa và lớn sẵn có hiện nay ở Việt Nam không những nâng cao hiệu quả hoạt động của các trạm bơm này, mà còn là cơ sở để rút kinh nghiệm trong việc thiết kế các trạm bơm mới do Cơ quan chủ trì Viện Bơm và Thiết bị Thủy Lợi cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài TS. Đinh Anh Tuấn thực hiện. Nhằm mục tiêu đề xuất được phương pháp tính toán, thiết kế, cải tạo buồng hút, bể hút nhằm nâng cao hiệu quả vận hành khai thác trạm bơm vừa và lớn hiện có.
Sau thời gian nghiên cứu từ 12/2012 đến 12/2016. Các nội dung đã đăng ký của đề tài theo thuyết minh được duyệt và hợp đồng Nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ đã được thực hiện đầy đủ về số lượng, khối lượng và chủng loại, đúng thời gian quy định (đã được gia hạn).
Trong các thông số hình học phục vụ thiết kế buồng hút bơm độ ngập đặt ống hút h2 là thông số quan trọng nhất, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành xoáy trên mặt thoáng, và mang không khí từ mặt thoáng vào ống hút của bơm. Việc lựa chọn giá trị h2 thích hợp sẽ đảm bảo được chất lượng làm việc của bơm cũng như giá thành công trình hợp lý.
Nhiều tác giả khác nhau đã đƣa ra các công thức xác định h2/D khác nhau. Khoảng biến động của các giá trị h2 khuyến cáo khá lớn: h2/D=0,5-1,8. Trong nghiên cứu trước đây các tác giả đã thực hiện mô phỏng tính toán cho các giá trị h2/D=0,74 và 1,2, đồng thời so sánh kết quả nghiên cứu thực nghiệm của ISSA. Kết quả cho thấy khoảng giá trị khuyến cáo của sổ tay KTTL.
Tất cả các giá trị khuyến cáo về giá trị h2 đều cho dưới dạng h2/D trong khoảng giá trị. Duy chỉ có khuyến cáo của Viện Thủy lực Mỹ [13], giá trị khuyến cáo của h2/D cho dưới dạng hàm số của số Fr, được xác định qua phân tích thứ nguyên. Về mặt vật lý, đề xuất này có tính hợp lý vì không chỉ đƣờng kính mà cả vận tốc chảy cũng ảnh hưởng đến việc hình thành xoáy mặt thoáng. Trong bài báo này các tác giả sẽ đề xuất miền giá trị của h2 trong tương quan với D và Q.
Các kết luận nhận được của từ nghiên cứu của 7 nhóm tham gia như sau:
1/ Độ ngập tới hạn cho xoáy mang khí hầu nhƣ tỷ lệ với lưu lượng trong buồng hút (hình 4.1). Ứng xử của xoáy là không
dừng, và thời gian tồn tại của xoáy thay đổi rất lớn.
2/ Xoáy ngầm xuất hiện kèm theo xoáy mang khí trong vùng có độ ngập nhỏ và lưu lượng lớn. Độ ngập tới hạn cho xoáy chìm cũng tỷ lệ với lưu lượng;
3/ Một số phần mềm CFD có thể dự báo sự xuất hiện của xoáy thấy được và vị trí của nó cho một điều kiện về độ ngập và lưu lượng với độ chính xác chấp nhận được cho ứng dụng trong thực tế;
Qua ứng dụng bộ dẫn dòng bể hút, buồng hút trạm bơm Như Quỳnh đã mang lại hiệu quả rõ rệt. Cho thấy, sử dụng phần mềm Fluent để nghiên cứu dòng chảy bể hút, buồng hút các trạm bơm vùa và lớn, từ đó đề xuất các giải pháp xử lý để nâng cao và cải thiện chất lượng dòng chảy ở bể hút và buồng hút của các trạm bơm này là hợp lý và có ý nghĩa thực tiễn cao.
Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 13794/2017) tại Cục Thông tin KHCNQG.
Theo NASATI
Tin tức liên quan
Đăng nhập
