Page 41 - Kỷ yếu hội thảo quốc tế: Ứng dụng công nghệ mới trong công trình xanh - lần thứ 9 (ATiGB 2024)

32 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT - ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

đĩa bên trong vẫn giữ nguyên, được làm từ tấm kim Với việc thiết lập các thông số đầu vào, điều kiện
loại mỏng có độ dày đều nhau được cung cấp bởi nhà làm việc tương đương, từ đó có thể so sánh được các
máy [3]. Các đĩa đều được trang bị các lỗ thông khí. kết quả mô phỏng đầu ra như công suất, tốc độ của
Vòng đệm được sử dụng để chia khoảng cách các đĩa tua-bin Tesla và tua-bin truyền thống, hệ số truyền
đều nhau ở giữa. Tất cả các đĩa, vòng đệm được lắp nhiệt hay hiệu suất mà cả hai có thể đạt được.
và khóa vào một ống cổ có ren ở hai đầu với ốc vít
với đai ốc siết. Cấu trúc này cho phép mỗi tấm mở
rộng và co lại tự do theo phương vuông góc với trục
quay dưới ảnh hưởng biến động của nhiệt độ và lực ly
tâm. Rotor được thiết kế, cân bằng động, giảm ma sát
ma và các yếu tố gây nhiễu, đảm bảo hoạt động êm ái
tua-bin [4]. Chính những cải tiến đó, công suất được
cải thiện đáng kể bởi việc sử dụng các tấm được trang
bị lỗ thông khí và vòng đệm cho phép tạo ra một diện
tích hoạt động lớn hơn.
Trong nghiên cứu của Choon cùng các cộng sự đề
cặp rằng với việc sử dụng hợp lý các kết quả phân tích,
hiệu suất rotor sử dụng dòng chảy tầng có thể rất cao,
thậm chí trên 95% [5, 6]. Tuy nhiên, để đạt được hiệu
suất rotor cao số lượng các đĩa phải sử dụng nhiều lên
do đó kích thước rotor sẽ gia tăng lên đáng kể.
Dòng chảy trong tua-bin cũng rất được quan tâm.
Thông qua quan sát, thử nghiệm Murata đã phát hiện Hình 1. Không gian chia lưới tính toán mô phỏng
rằng dòng chảy bên trong là dòng chảy tầng trừ ở các
mép đĩa trong và ngoài nơi họ quan sát được dòng tua-bin Tesla
chảy rối [7, 8]. Dựa trên phân tích, các mô hình có thể A. Các thông số liên quan
thấy được là có dòng chảy tầng giữa các đĩa và hiệu Trong quá trình nghiên cứu và tính toán tua-bin
suất tối đa được đạt được ở số Reynolds thấp [4], điều Tesla, việc xác định các thông số đầu vào đảm bảo
này tiếp tục chứng minh giả thuyết về dòng chảy được tính chính xác và hiệu quả của tính toán. Các thông số
sử dụng trong phân tích này là điều kiện hoạt động này bao gồm các thông số về dòng chảy và điều kiện
mong muốn của tua-bin Tesla [9-11]. hoạt động của tua-bin.
Việc nghiên cứu, chứng minh tính ưu việt của tua-
bin Tesla và ứng dụng vào cuộc sống là cần thiết. Một Đầu tiên, cần xác định tốc độ gió và áp suất của
trong những tiềm năng của tua-bin Tesla trong lĩnh môi trường. Tốc độ gió là yếu tố chính ảnh hưởng đến
vực vận tải, đặc biệt là trong xe ô tô hybrid, hoặc lò hiệu suất của tua-bin, do đó việc đo lường hoặc ước
hơi công nghiệp. Lắp đặt tua-bin Tesla sau đường thải lượng tốc độ gió đúng là quan trọng. Áp suất của môi
động cơ đốt trong, tận dụng nguồn động lực khí xả trường cũng cần được xác định để đảm bảo tính chính
kéo máy phát điện nạp bổ sung cho pin hybird, giúp xác của các tính toán về áp suất và hiệu suất của
tăng cường hiệu suất nhiên liệu. tua-bin.
Trong công trình này, nhóm tác giả sẽ trình bày Ngoài ra, các thông số khác bao gồm thông lượng
kết quả mô phỏng, giúp tối ưu hóa thiết kế và nghiên dòng chảy vào tua-bin và điều kiện biên cho các bề
cứu tiềm năng của việc lắp đặt một tua-bin Tesla lên mặt của tua-bin. Thông lượng dòng chảy vào được
xe ô tô, có thể sử dụng trong các xe hybrid hoặc cho xác định bằng cách đo lường tính toán lưu lượng khí
các thiết bị tiêu thụ năng lượng mà tua-bin có thể đáp vào tua-bin, đây là thông số quyết định cho hiệu suất
ứng được. của tua-bin. Các điều kiện biên cũng cần được xác
định chính xác, bao gồm các điều kiện cho đầu vào,
2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TUA-BIN
TESLA đầu ra và các bề mặt của tua-bin. Điều này bao gồm
đặc tính của các bề mặt, như bề mặt di chuyển và tốc
2.1. Thiết lập mô hình độ quay của tua-bin.
Tính toán mô phỏng được thực hiện nhờ phần Kích thước khe hở đĩa tối ưu được xác định bằng
mềm SolidWorks Flow Simulation 2021. Không gian công thức [12]:
tính toán gồm đường khí vào tua-bin, không gian mô n
phỏng kích thước tua-bin tương tự. Hai nội dung chính d =  (1)
được xem xét, tính toán thiết kế và so sánh kết quả đối 
với tua-bin có cánh truyền thống và tua-bin Tesla và Trong đó:
thay đổi các thông số của tua-bin Tesla. Thông qua các - d: Được xác định là kích thước khe hở tối ưu
số liệu từ kết quả tính toán thu được từ có ta có được giữa các đĩa;
cái nhìn tổng quát hơn về những ưu điểm mà tua-bin
tesla có thể mang lại. - N: độ nhớt động của chất lỏng;

ISBN: 978-604-80-9779-0