Bơm và tuabin nước

Bơm và tuabin nước hoạt động với các chất lỏng. Trong một số ứng dụng, các máy phải thực hiện nhiệm vụ kép: làm bơm để đưa nước tới các bể chứa lúc thấp điểm và sau đó làm việc như một tuabin tạo năng lượng khi cần thiết. Cả hai máy phải hoạt động với hiệu suất cao nhất.


Đường dòng được thể hiện trong mặt cắt ngang của tuabin phục hồi năng lượng của HPB

Máy bơm

Máy bơm gần như là loại máy cánh dẫn được ứng dụng phổ biến nhất, được sử dụng để di chuyển chất lỏng trong gần như mọi ngành công nghiệp – bao gồm xử lý, năng lượng, vận chuyển, y tế, sản phẩm tiêu dùng, … Bơm có rất nhiều loại (hướng trục, trộn dòng, hướng tâm) và nhiều kích cỡ. Vì được sử dụng rộng rãi, các loại máy bơm bị coi là tiêu thụ một phần điện năng đáng kể trên toàn thế giới. Các chính phủ đã bắt đầu áp dụng các tiêu chuẩn về hiệu suất, có thể tác động đáng kể quá trình phát triển sản phẩm trong ngành công nghiệp này.

Công cụ mô phỏng kỹ thuật của ANSYS giúp các nhà thiết kế sản phẩm trên toàn thế giới có thể thiết kế và xây dựng máy móc đáp ứng - và vượt quá - các tiêu chuẩn hiệu suất.


Đường dòng được thể hiện trong mặt cắt ngang của cánh quạt, bộ khuếch tán và vỏ bơm của HPB

Tuabin nước

Các tuabin nước được sử dụng để sản xuất điện năng. Ngành này có hai nhánh: cải thiện máy hiện có (đôi khi được gọi là phục hồi) và phát triển các thiết bị mới cho các ứng dụng mới.

Nhiều lắp đặt thủy lực cũ, lớn của thế giới có thể được hưởng lợi từ các máng dẫn hiện đại hơn, các bộ phận cải tiến của các bộ phân phối hay các ống thông gió. Các công cụ mô phỏng từ ANSYS đã đóng góp vào những tiến bộ trong thực hiện bằng cách cung cấp cái nhìn sâu sắc về các khía cạnh cấu trúc, động năng và động lực học chất lỏng của các máy này. Mô phỏng độ trung thực cao của ANSYS rất quan trọng trong các ứng dụng này, vì ngay cả những cải tiến hiệu suất nhỏ có thể mang lại lượng điện năng lớn - đặc biệt là các máy kiểu Francis lớn có các máng dẫn với đường kính trung bình là 10 mét.


Mô phỏng dòng chảy trong máng dẫn của Pelton

Được sự cho phép/sự giúp đỡ của VA TECH HYDRO Ltd.

Trong khi việc sử dụng tuabin nước đã trở nên lạc hậu, các ứng dụng mới đang ngày càng thu hút sự chú ý trong bối cảnh những nhu cầu về năng lượng thay thế liên tục được nhắc đến. Năng lượng thủy triều không ổn định và các ứng dụng trên sông đòi hỏi hiệu suất hoạt động cao trên một phạm vi hoạt động rộng lớn và các điều kiện ngoài thiết kế đặt ra những thách thức vật lý rất phức tạp. Ví dụ, giảm hoặc loại bỏ các dây xoáy không ổn định quan sát được trong các ống thông gió ở điều kiện bán tải là một nhiệm vụ đầy thách thức cho các kỹ sư phát triển. Họ chuyển sang sử dụng các công cụ mô phỏng vật lý có độ rộng vượt trội và chân thực cao của ANSYS để có thể tự tin giải quyết mọi vấn đề.

Thiết kế cánh

ANSYS BladeModeler cung cấp những công cụ cho các đặc điểm kỹ thuật hình học chi tiết của máy thủy lực hướng trục, trộn dòng hoặc hướng tâm. Các công cụ này có thể được sử dụng trong môi trường ANSYS Workbench hay kết nối vào một hệ thống thiết kế có sẵn, giúp thiết kế và phân tích hiệu quả, bao gồm cả tối ưu hóa.

Tạo lưới

Các công cụ đa dụng từ ANSYS cho phép tạo các lưới chất lượng cao một cách nhanh chóng cho các bộ phận cánh cũng như các bộ phận tĩnh phức tạp như cửa hút gió, vỏ xoắn ốc, ống thông gió và buồng xoắn. ANSYS TurboGrid chính là công cụ thích hợp cho các lưới của hàng cánh quạt lục diện tối ưu chất lượng cao mà có thể mở rộng, nhất quán, lặp lại và tự tạo.

Tùy chỉnh Tiền – Hậu xử lý

Các công cụ Tiền – Hậu xử lý chuyên biệt cho máy cánh dẫn dơn giản hóa các quy trình và thu gọn tổng thời gian mô phỏng. Tất cả các chức năng chung và dặc trưng cho sự quay có sẵn trong một giao diện người dùng đồ họa hiện đại hoặc thông qua câu lệnh, phù hợp với hoạt động tự động có thể lặp lại.

Động lực học rôto

Khả năng động lực rôto là yếu tố trung tâm trong bộ giải cấu trúc ANSYS. Sự sẵn có của các loại đối xứng trục và yếu tố 3D giúp cách tiếp cận mô hình có khả năng mở rộng thích nghi với mọi tình huống, có thể bao gồm không chỉ hiệu ứng hàn và vòng bi mà còn cả những ảnh hưởng của vỏ.

Bộ giải luồng dẫn

Bộ giải luồng dẫn ANSYS VISTA TF là công cụ lý tưởng cho các thiết kế bánh công tác và máng dẫn nhanh chóng và đáng tin cậy cũng như phân tích đơn – đa bước các ứng dụng hàng đa cánh quạt. Có một lượng lớn các lựa chọn về mô hình và cách truy cập vào quá trình hậu xử lý vì ANSYS CFD đảm bảo khả năng ứng dụng rộng rãi và sử dụng năng suất cao.

Tuabin gió

Việc lắp đặt tuabin gió đã phát triển đáng kể trong thập kỷ qua như là kết quả của việc tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế. Trong 10 năm qua, tổng công suất được lắp đặt trên toàn thế giới đã tăng gần 28 phần trăm mỗi năm. Hội đồng năng lượng gió toàn cầu hy vọng tổng công suất lắp đặt sẽ tiếp tục tăng trưởng ở mức gần 21 phần trăm mỗi năm, mang lại hơn 400 GW vào cuối năm 2014. Tuabin gió thể hiện một cơ hội đầy hứng khởi cho sản xuất năng lượng sạch.


Đường đồng mức của độ lớn vận tốc sau tuabin gió

Được sự cho phép/sự giúp đỡ của TUV Nord e.V.

Hầu hết trong sản xuất năng lượng điện bằng tuabin gió sử dụng các máy lớn, các đơn vị trên mặt đất nằm trong khoảng 2 MW đến 3 MW. Các tuabin rất lớn và có chiều dài cánh xấp xỉ 50 mét. Do kích thước cánh như vậy, việc mô phỏng kỹ thuật là rất quan trọng nhưng cũng đầy thách thức. Thử nghiệm vật lý ở quy mô đầy đủ rất khó khăn, mất thời gian và tốn kém. Đồng thời, chi phí lỗi là không được chấp nhận.

Duy nhất có công cụ ANSYS cung cấp một sự kết hợp tối ưu của độ trung thực cao và chiều rộng, trợ giúp các nhà thiết kế sản phẩm trong việc cải thiện hầu như mọi khía cạnh của thiết kế tuốc bin gió.

Thiết kế tuabin gió liên quan đến sự tương tác của một loạt các hiện tượng vật lý và nhu cầu thị trường:

  •  Các tính chất khí động học bao gồm thay đổi hướng gió và tốc độ, yêu cầu các nhà thiết kế phải hiểu được dòng chảy trong tuabin và phạm vi biên của cánh quạt cũng như những ảnh hưởng từ tương tác trụ đỡ - rôto không ổn định.
  •  Rotor phải nhẹ, khỏe và linh hoạt, liên quan đến việc sử dụng các vật liệu thiết kế tiên tiến.
  •  Tải trục và hộp số cao, những các nhà hoạt động đòi hỏi sự tin cậy và chi phí bảo trì thấp, có thể ước tính.
  •  Ngành công nghiệp này yêu cầu hiệu quả phát điện cao, ngay cả khi tốc độ gió thấp. Hệ thống điều khiển điện phải quản lý hoạt động một cách an toàn trong điều kiện hoạt động tổng thể của tuabin.
  •  Tất cả các thành phần cơ khí phải khỏe đủ để đáp ứng mục tiêu về độ tin cậy và độ bền. Đồng thời, các bộ phận phải có trọng lượng nhẹ - vì chúng thường được gắn ở độ cao 100 mét so với mặt đất.
  •  Cư dân và chính phủ lân cận yêu cầu mức độ tiếng ồn thấp và ảnh hưởng tối thiểu tới môi trường.

Trong khi các khối tuabin gió công nghiệp lớn hiện nay cung cấp rất nhiều công suất lắp đặt, ứng dụng của các khối nhỏ hơn đang phát triển nhanh chóng. Các máy này cung cấp điện năng cá nhân và phân tán, đôi khi ở vùng hẻo lánh. Những thách thức kỹ thuật - và lợi ích của việc sử dụng các công nghệ rộng lớn từ ANSYS – cũng tương tự cho các lắp đặt công nghiệp lớn.


Lược dịch: Th.s Trần Minh Ngọc & Ms Hoàng Anh Thư - Advantech, Jsc.

Làm ơn ghi rõ "Nguồn Advantech, Jsc." hoặc "Theo www.advantech.vn" nếu bạn muốn phổ biến thông tin này

TUYỂN DỤNG

LIÊN HỆ

VĂN PHÒNG GIAO DỊCH:
Tầng 8, số 1 Đỗ Hành, Q.Hai Bà Trưng, Hà Nội
Tel: (84-24)36 649 066 Fax: (84-24)39 727 464
Email: info@advantech.vn

HỖ TRỢ KỸ THUẬT:
Email: support@advantech.vn

Họ tên
E-Mail