0

BTL cơ học chất lưu Hiện tượng xâm thực bơm ly tâm

22 19 0
  • BTL cơ học chất lưu  Hiện tượng xâm thực bơm ly tâm

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 15/01/2022, 15:47

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KH&CN NHIỆT LẠNH BỘ MÔN HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG NHIỆT BÀI TẬP LỚN MƠN: CƠ HỌC CHẤT LƯU ĐỀ BÀI: TÌM HIỂU HIỆN TƯỢNG XÂM THỰC TRONG BƠM LY TÂM Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực : Ts Bùi Hồng Sơn : Trần Anh Vũ Mã số sinh viên : 20193972 Lớp : Nhiệt 05 - K64 Quảng Ninh, tháng 12 năm 2021 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Trong thời đại ngày nay, bơm, quạt, máy nén thiết bị khí sử dụng rộng rãi ngành sản xuất, chế tạo khí, đặc biệt lĩnh vực kỹ thuật nhiệt nói chung kỹ thuật lạnh điều hịa khơng khí nói riêng Bên cạnh máy động lực, động đốt bơm, quạt, máy nén có vai trị quan trọng góp phần tăng tính ổn định, hiệu an toàn hệ thống sản xuất, cung cấp tiêu thụ lượng Máy bơm có nhiều ưu điểm bật, sử dụng rộng rãi nhiều ngành nghề, nhiều lĩnh vực khác từ công nghiệp đến dân dụng Tiêu biểu ngành nhiệt lạnh, ngành mà chúng em theo học Bơm ly tâm sử dụng hệ thống không yêu cầu cột áp cao cần có lưu lượng lớn, điển hệ thống làm mát phòng làm lạnh, phòng cháy chữa cháy, bơm cứu hỏa hay sử dụng bơm tưới ngành nông nghiệp trồng trọt Điển hình máy bơm ly tâm ứng dụng để vận chuyển chất lỏng có độ nhớt thấp nước ngọt, nước biển,… Hiện nay, máy bơm ly tâm dần trở thành cơng cụ, máy móc làm việc thiếu sống ngành công nghiệp Trong thời buổi dịch Covid-19 bùng phát mạnh khiến việc học trực tiếp trường phải ngưng lại, việc học online chúng em khó khăn việc tiếp cận trực tiếp lớp khơng có, em nỗ lực tìm tịi, học hỏi thêm để trau dồi thêm kiến thức Em có nghiên cứu tài liệu bơm ly tâm nhận thấy tượng xâm thực ảnh hưởng lớn đến bơm ly tâm Đặc biệt ảnh hưởng đến việc hoạt động làm việc bơm ly tâm, lâu dần phá hủy bơm gây thiệt hại nhiều kinh tế cho người dân cho doanh nghiệp, công ty Do nên tập lớn em tìm hiểu đề tài: “Tìm hiểu tượng xâm thực bơm ly tâm” Qua tập lớn em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Bùi Hồng Sơn giúp em bạn sinh viên khác mơn học này, dù qua hình thức trực tuyến online qua MSTeams, thầy nhiệt tình giảng giải, truyền đạt kiến thức cho chúng em Em hy vọng góp ý tích cực từ thầy có sai lầm mong thầy giúp em để hoàn thiện CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BƠM LY TÂM Khái quát bơm ly tâm 1.1 Sơ lược bơm ly tâm Bơm ly tâm loại máy thủy lực cánh dẫn, việc trao đổi lượng máy với chất lỏng thực lượng thủy động dòng chảy qua máy Bộ phận làm việc bơm ly tâm bánh cơng tác có nhiều cánh dẫn để dẫn dòng chảy Biên dạng góc độ bố trí dẫn ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần vận tốc dòng chảy nên có ý nghĩa quan trọng việc trao đổi lượng máy với dòng chảy Khi bánh công tác bơm ly tâm quay, cánh dẫn truyền nhận từ động cho dịng chất lỏng qua tạo thành lượng thủy động cho dòng chảy Năng lượng thủy động dịng chảy bao gồm thành phần chính: động áp Chúng có mối quan hệ mật thiết với Trong trình làm việc bơm, biến đổi động kéo theo biến đổi áp Tuy nhiên máy thủy lực cánh dẫn bơm ly tâm, loại kết cấu máy cụ thể biến đổi áp đạt đến giới hạn định Nó khác với máy thủy lực thể tích Ở máy thủy lực thể tích, lượng trao đổi máy với chất lỏng có thành phần chủ yếu áp năng, cịn thành phần động khơng đáng kể Cịn máy thủy lực cánh dẫn bơm ly tâm, lượng cột áp tăng đến mức cần thiết, cịn lại tồn lượng thủy động dịng chảy nhận từ máy biến thành động Chính việc dùng máy bơm ly tâm để vận chuyển chất lòng từ điểm đến điểm khác chiếm ưu hẳn so với loại máy thủy lực khác 1.2 Sơ đồ cấu tạo máy bơm Hình Sơ đồ cấu tạo bơm ly tâm – Bánh xe công tác; – Trục; – Đĩa trước; – Đĩa sau; – Các bánh xe công tác; – Buồng xoắn; - Ống hút; - Ống đẩy Bộ phận quan trọng bơm ly tâm bánh xe công tác (1), lắp cố định trục (2), bánh xe công tác gồm đĩa trước (3), đĩa sau (4), hai đĩa cánh (5), có chiều cong ngược với chiều quay bánh xe đặt buồng xoắn (6) Chất lỏng dẫn vào bánh xe công tác qua ống hút (7) dẫn khỏi bơm qua ống dẩy (8) Giữa trục bơm vỏ đặt vịng bít (cịn gọi cụm nắp bít) nhằm để ngăn khơng cho chất lỏng chảy ngồi khí từ ngồi xâm nhập vào bên thân máy bơm Trước làm việc ống hút thân bơm phải chứa đầy nước Công việc gọi mồi bơm Khi bánh xe công tác quay, tác dụng lực ly tâm, chất lỏng chứa đầy kênh cánh chuyển động từ tâm khỏi bánh xe công tác với vận tốc lớn, sau vào buồng xoắn Tại đây, chuyển động chất lỏng điều hòa theo chiều dòng chảy, tiết diện buồng xoắn tăng dần, vận tốc chuyển động chất lỏng giảm dần để biến phần áp lực động dòng chảy sau bánh xe thành áp lực tĩnh Sau khỏi buồng xoắn, chất lỏng vào ống đẩy bể chứa Đồng thời với q trình trên, cửa vào bánh xe cơng tác, áp suất giảm xuống nhỏ áp suất không khí nhiều Trên mặt thống nước bể hút lại chịu tác dụng áp suất khơng khí Do chênh lệch áp suất, nước từ bể liên tục chảy qua ống hút vào máy bơm Trong bơm ly tâm, trình hút đẩy diễn liên tục đồng thời Vì cấp chất lỏng bơm liên tục đặn 1.3 Các phận bơm ly tâm a) Bánh xe cơng tác Hình – Bánh xe cơng tác kiểu kín, dẫn nước vào phía Hình – Bánh xe cơng tác kiểu hở, dẫn nước vào phía – Đĩa trước; – Đĩa sau; – Cánh; – Đĩa; – Bạc – Cánh; – Bạc Bánh xe công tác phận quan trọng máy bơm Nó có nhiệm vụ truyền lượng nhận từ động cho chất lỏng Bánh xe cơng tác kiểu kín, dẫn nước vào phía (Hình 2) gồm đĩa trước (1) đĩa sau (2), đĩa sau có bạc (4) để lắp trục bơm Bánh xe kiểu hở (Hình 3) khác bánh xe kiểu kín khơng có đĩa trước, cánh lắp sát với vỏ bơm Bánh xe kiểu hở thường dùng với bơm chất lỏng có hạt (bơm bùn đất, bơm cát,…) Bánh xe công tác kiểu hở thường dùng để bơm giếng khoan Hình – Bánh xe cơng tác kiểu kín, dẫn nước vào hai phía – Đĩa ngoài; – Đĩa trong; - Cánh Bánh xe cơng tác kiểu kín, dẫn nước vào hai phía (Hình 4) có hai đĩa ngồi đĩa Bạc lắp trục đĩa Bánh xe nước vào hai phía thường dùng với bơm có lưu lượng lớn, đặc tính làm việc bơm tốt Với cách dẫn nước vào bánh xe không gây lực hướng trục bơm làm việc cho phép bố hai ổ trục hai phía bánh xe làm tăng độ cứng vững bơm ly tâm Bánh xe công tác bơm ly tâm thường có – cánh Với bơm dùng để bơm chất lỏng bẩn, bơm bùn đất cánh bánh xe hơn, thường có – cánh Kích thước phần dẫn dịng bánh xe xác định nhờ tính tốn thủy động Bánh xe chịu tác dụng nhiều lực; phản lực dòng chảy, lực ly tâm bánh xe lắp căng trục cịn có phản lực tác dụng chỗ lắp Ngoài việc thỏa mãn yêu cầu thủy động phần dẫn dòng độ bền khí, việc thiết kế bánh xe phải tạo nên dạng thuận lợi cho việc đúc gia công khí Cơng nghệ đúc ngày cho phép chế tạo bánh xe cơng tác có phần dẫn dịng với độ xác cao bề mặt rãnh sách, khơng cần phải gia công thêm Vật liệu chế tạo bánh xe công tác bơm phải đáp ứng yêu cầu tổ hợp độ bền học, độ giãn nở, tính chống ăn mịn chống mài mịn cao Tính chất học vật liệu phải đảm bảo độ bền bánh xe điều kiện làm việc bình thường mà chế độ đặc biệt xuất làm việc Vật liệu phải bền mà cịn phải dẻo để trường hợp có dị vật trơi lọt vào bơm khơng làm hỏng bánh xe Do khe hở bánh xe đệm chống thấm bé nên bánh xe chạm tức thời vào đêm Bởi vật liệu bánh xe phải có tính chống mài mịn tốt Ngồi ra, bánh xe bị han gỉ tính chất hóa học sinh vật sống nước Vận tốc dòng chảy lớn bánh xe khe hở đệm chống thấm, tạo nên điều kiện làm việc xấu, dẫn đến vật liệu dễ bị ăn mòn, han gỉ Vật liệt bánh xe phải có tính đúc tốt dễ dàng gia cơng khí Đa số trường hợp bánh xe công tác chế tạo gang xám Bơm dùng để bơm hóa chất chế tạo gang silic, nhược điểm loại vạt liệu giòn Những máy bơm lớn, áp lực cao, bánh xe chế tạo thép khơng gỉ Những bơm chất lỏng có chứa bột, bánh xe công tác chế tạo thép mangan để nâng cao độ cứng Trong thời gian gần dây, người ta sử dụng chất dẻo, loại vật liệu có độ bền học tương đối cao chịu tác dụng mơi trường khí thực để chế tạo bánh xe cơng tác b) Ống vào Hình – Sơ đồ cấu tạo phận dẫn dòng bánh xe công tác bơm ly tâm a – Kiểu hướng trục; b – Kiểu dẫn nước từ phía bên; c – Kiểu nửa xoắn Ống vào kiểu dẫn nước từ phía bên tổn thất thủy lực lớn cả, đảm bảo cho máy bơm làm việc chắn, việc bố trí ống hút, ống đẩy thuận tiện Ống vào kiểu nửa xoắn kết cấu phức tạp, tổn thất thủy lực lớn so với loại chóp hướng trục Nhưng ống vào loại cho phép giảm nhỏ kích thước biến dạng máy bơm theo chiều trục, thuận lợi sử dụng cho bơm nước vào hai phía bơm nhiều cấp c) Ống tháo dịng Ống tháo dịng có nhiệm vụ dẫn chất lỏng sau khỏi bánh xe công tác vào ống đẩy Ống tháo dòng phải đảm bảo hai yêu cầu: Thứ đảm bảo dòng chảy đối xứng so với trục khỏi bánh xe cơng tác, tạo điều kiện cho dòng chảy tương đối ổn định vùng bánh xe công tác Thứ hai biến động dịng chảy sau bánh xe cơng tác thành Ống tháo dòng phận quan trọng phần dẫn dịng, ảnh hưởng lớn đến hoàn thiện kỹ thuật bơm ly tâm Ống tháo dịng thường có ba loại chính: Ống tháo kiểu xoắn, ống tháo kiểu cánh, ống tháo kiểu vòng khuyên: + Ống tháo kiểu xoắn gồm rãnh xoắn có tiết diện tiết diện tròn ống loe Theo chiều dòng chảy rãnh xoắn, diện tích tiết diện tăng dần theo tăng lưu lượng, cịn vận tốc trung bình dịng chảy lại giảm dần Sự giảm vận tốc chủ yếu xảy phần ống loe sau rãnh xoắn Ống tháo kiểu xoắn có dạng chảy lượn hồn thiện, hiệu suất thủy lực cao, kết cấu đơn giản Nó sử dụng rộng rãi khổng bơm cấp mà bơm nhiều cấp + Ống tháo kiểu cánh nguyên tác làm việc giống ống tháo xoắn, khác chủ yếu chúng cấu tạo công nghệ gia công Tiết diện ống tháo cánh có dạng chữ nhật, thuận tiện cho việc gia cơng khí Về mặt thủy lực, ống tháo cánh có nhiều nhược điểm so với ống tháo xoắn Khi chế độ làm việc thay đổi ống tháo cánh xuất tổn thất cục dòng chảy chảy vào ống tháo bị lệch hướng so với tính tốn Vì ống tháo cánh dùng số kết cấu bơm nhiều cấp + Ống tháo kiểu vành khuyên rãnh tiết diện không thay đổi nằm xung quanh cửa bánh xe công tác Loại ống tháo dùng cho bơm chất lỏng bẩn Do tiết diện vịng rãnh khun khơng thay đổi nên vận tốc chuyển động trung bình chất lỏng tiết diện khác khác nhau, tính chất đối xứng dịng chảy bị phá vỡ, dẫn đến tăng tổn thất thủy lực d) Trục bơm Trục bơm thường chế tạo thép bơm làm việc với chất lỏng có chứa chất ăn mịn Trục chế tạo thép khơng gỉ, kích thước trục xác định từ điều kiện bền, từ độ biến dạng cho phép tác dụng tải trọng động tĩnh từ giá trị tới hạn số vịng quay Bánh xe cơng tác cố định trục nhờ then đai ốc định vị Trong nhiều trường hợp, trục lắp ống bao bảo vệ để chống ăn mòn mài mòn Ở đầu trục có lắp bánh đai nửa khớp nối để nối trục động điện e) Ổ trục Ổ trục dùng ổ bi ổ trượt để chịu tải trọng hướng tâm hướng trục tác dụng lên roto Chọn kiểu ổ trục phụ thuộc vào vận tốc quay trục, phụ tải công dự trữ để bơm làm việc Ổ bi có kích thước nhỏ gọn, lắp ráp đơn giản, thay dễ dàng tuổi thọ ổ trượt Những bơm cỡ lớn, quan trọng quay nhanh, thường dùng ổ trượt có tráng lớp babit Trong nhiều trường hợp bơm làm việc với nước lạnh, người ta dùng ổ trượt lót cao su tổng hợp f) Vỏ bơm Tuỳ thuộc vào ứng suất học, vỏ bơm chế tạo gang thép Vỏ bơm bao gồm phận để dẫn tháo dòng chảy khỏi bánh xe để nối chi tiết không chuyển động thành khối chung Phần dẫn dịng bơm có ống tháo kiểu xoắn thường chế tạo liền với vỏ đúc Đều làm rãnh có dạng thuận lợi mặt thuỷ động việc gia cơng khí đơn giản đến mức tối đa g) Đệm chống thấm Giữa cửa vào bánh xe vỏ bơm có khe hở nhỏ để tránh cọ sát bánh xe vào vỏ Do chênh áp lực, có phần chất lỏng sau qua banh xe bị quay lại miệng hút cấp trước (ở bơm nhiều cấp) qua khe hở Để giảm lượng chất lỏng này, người ta đặt vòng đệm chống thấm gang, thép đồng thay hư hỏng Đệm có nhiều kiểu: kiểu khe hở đơn giản , kiểu zic zắc kiểu cưa Khe hở giửa vành đệm chống thấm thường nằm khoảng 0,2 – 0,6 mm 1.4 Nguyên lý làm việc bơm ly tâm Khi bơm ly tâm làm việc, nhờ phần khớp nối động dẫn động bơm làm bánh công tác quay Các phần chất lỏng bánh công tác ảnh hưởng lực ly tâm bị dồn từ chuyển động theo máng dẫn vào ống đẩy với áp suất cao hơn, q trình đẩy bơm Đồng thời, lối vào bánh công tác tạo nên vụng chân không tác dụng áp suất bể chứa lớn áp suất lối vào, chất lỏng bế hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút Đó q trình hút bơm Quá trình hút trình đẩy hai trình liên tục, tạo nên dịng chảy liên tục qua bơm Bộ phận dẫn dịng chảy thường có dạng xoắn ốc nên gọi buồng xoắn ốc Buồng xoắn ốc bơm dẫn chất lỏng từ bánh công tác ống đẩy Nó có tác dụng điều hịa ổn định dòng chảy biến đổi phần động dòng chảy thành áp cần thiết làm tăng hiệu suât máy bơm ly tâm 1.5 Phân loại máy bơm ly tâm a) Dựa theo cột áp Phân loại máy bơm theo cột áp gồm có:    Bơm cột áp thấp Bơm cột áp trung bình Bơm cột áp cao b) Dựa theo số bánh công tác Phân loại máy bơm theo số lượng bánh xe cơng tác gồm có:   Bơm cấp: trục bơm lắp bánh xe cơng tác, thường có cột áp thấp Bơm nhiều cấp: Có từ bánh xe cơng tác trục bơm trở lên Thường có bơm hai cấp, ba cấp bốn cấp tương ứng Tại bơm này, nước qua bánh xe cấp vào bánh xe cấp tiếp tục tới hết Cột áp loại bơm tổng cột áp bánh xe công tác tạo nên c) Dựa theo cách dẫn chất lỏng vào bánh xe công tác   Bơm nước vào phía Bơm nước vào hai phía: Loại bơm có giá trị cột áp với bơm nước vào phía loại bơm cho lưu lượng lớn nhiều d) Dựa theo hệ số tỷ tốc     Bơm tỷ tốc cao: hệ số tỷ tốc bơm nằm khoảng 150 – 300 Bơm tỷ tốc trung bình: hệ số bơm nằm khoảng 80 – 150 Bơm tỷ tốc thấp: hệ số tỷ tốc bơm nằm khoảng 50 – 80 Bơm tỷ tốc chéo: Loại bơm dòng chảy chuyển động qua bơm nghiêng với hệ trục góc Hệ số tỷ tốc bơm chéo nằm khoảng 300 – 500 e) Dựa theo vị trí trục bơm Phân loại máy bơm theo vị trí trục bơm gồm có:  Máy bơm ly tâm trục đứng 10  Máy bơm trục ngang f) Dựa theo mục đích sử dụng      Bơm nước sạch: dùng để bơm dung dịch nước chất hòa tna, đặt hệ thống cấp nước, hệ thống tưới tiêu nông nghiệp Bơm nước bẩn: thường đặt hệ thống thoát nước để bơm nước thải sinh hoạt sản xuất, bơm nước bẩn cống rãnh, hố móng Bơm nước nóng: dùng để bơm dung dịch nước nhiệt độ từ trở lên Bơm hóa chất: dùng để bơm loại dung dịch hóa chất cơng nghiệp như: xăng dầu, bơm thùng phi, bơm axit, bơm kiềm, bơm chất có độ ăn mịn cao Bơm bùn đất: loại bơm khoắng bùn, có cánh bơm to hút tất bùn đất, rác thải, cát sỏi vừa nhỏ Các thông số bơm ly tâm 2.1 Lưu lượng Là lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển đơn vị thời gian, tính theo lưu lượng thể tích Q (l/s, /s, /h,…) hay lưu lượng trọng lượng G (N/s, N/h, kG/s,…) 2.2 Cột áp Là lượng mà đơn vị trọng lượng chất lỏng nhận từ máy bơm Ký hiệu cột áp H, đơn vị tính thường mét cột chất lỏng (mét cột nước hay mét cột dầu …) Đối với bơm ly tâm, ứng với vòng quay định có giá trị cột áp mà bơm làm việc với hiệu suất cao nhất, ta gọi cột áp định mức Giá trị cột áp dẫn tài liệu kỹ thuật bơm 2.3 Cơng suất Có hai loại cơng suất công suất thủy lực công suất làm việc + Công suất thủy lực: mà chất lỏng trao đổi với máy đơn vị thời gian, kí hiệu , có cơng thức tính: Trong đó: trọng lượng riêng chất lỏng / khối lượng riêng chất lỏng / Q: lưu lượng bơm / H: cột áp toàn phần máy bơm (m) 11 + Công suất làm việc: công suất trục máy làm việc, ký hiệu N, có cơng thức tính là: Trong đó: hiệu suất làm việc bơm 2.4 Hiệu suất bơm ly tâm yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất bơm ly tâm Trong thực tế máy bơm làm việc, động động truyền cho máy bơm phần chuyển thành cho chất lỏng: lưu lượng cột áp, phần bị tiêu hao tổn thất thủy lực rò rỉ máy bơm Bằng lý thuyết thực nghiệm người ta nhận thấy hiệu suất toàn phần máy bơm phụ thuộc vào: tổn thất thể tích, tổn thất thủy lực tổn thất khí Trong đó: tổn thất thể tích tổn thất thủy lực tổn thất khí a) Tổn thất thể tích Khi máy bơm làm việc, chất lỏng theo khe hở bánh công tác vỏ khoang hướng dòng chảy ngược lại Chảy ngược cấp bơm bơm có nhiều cấp b) Tổn thất thủy lực Tổn thất thủy lực máy bơm bao gồm tổn thất ma sát lớp chất lỏng ma sát chất lỏng với thành ống, khe bánh công tác, khoang hướng dịng,… c) Tổn thất khí Khi bơm làm việc, phần lượng bị tiêu hao để thắng lực ma sát ổ đỡ, đệm làm kín khớp nối… Ma sát mặt ngồi bánh công tác với chất lỏng 12 2.5 Ghép bơm ly tâm 2.5.1 Ghép song song a) Ghép song song bơm Mục đích dùng trường hợp hệ thống có yêu cầu lưu lượng lớn lưu lượng bơm Điều kiện để bơm ghép song song làm việc làm việc, bơm ghép có cột áp: Để xác định lưu lượng bơm ghép song song làm việc hệ thống, cần xây dựng đường đặc tính chung bơm ghép biết đường đặc tính lưới Đường đặc tính chung bơm ghép song song hệ thống xây dựng cách cộng lưu lượng với cột áp (cộng hồnh độ tung độ) Hình – Ghép song song bơm ly tâm Điểm C điểm làm việc bơm ghép hệ thống Khi bơm làm việc với , bơm làm việc với Vậy tổng lưu lượng hai bơm ghép song song hệ thống nhỏ tổng lưu lượng hai bơm làm việc riêng rẽ hệ thống * Nhận xét:  Điều chỉnh hệ thống có bơm ghép song song tương đối phức tạp bơm ghép có đường đặc tính khác nhiều Do cần ghép bơm có đường đặc tính gần giống 13   Ghép bơm song song có hiệu lớn đường đặc tính chúng thoải (có độ dốc nhỏ) đường đặc tính lưới khơng dốc Ta cần ứng dụng ghép song song hệ thống bơm cần có cột áp thay đổi lưu lượng thay đổi nhiều Số lượng bơm ghép song song để tăng lưu lượng có giới hạn định, xác định đường đặc tính chung đường đặc tính lưới b) Ghép song song bơm bơm giống Hình – Đặc tính làm việc bơm mắc song song Hình – Đặc tính làm việc bơm mắc song song 14 Sự làm việc song song ba bơm đặc tính giới thiệu hình Từ điều kiện tương tự dựng đường đặc tính tổng cộng bơ bơm đặc tính cách nhân ba hồnh độ đường đặc tính bơm Chế độ làm việc bơm ba bơm làm việc song song xác định giống trường hợp hai bơm làm việc song song Từ trường đặc tính thấy số bơm làm việc song song nhiều giảm lưu lượng bơm so với trường hợp riêng rẽ lớn Các bơm làm việc song song có lợi đường đặc tính bơm đường ống thoải Khi đường đặc tính đường ống, đặc biệt đường đặc tính máy bơm dốc hiệu làm việc song song thấp Trong trường hợp thay đổi cột áp ảnh hưởng đến thay đổi lưu lượng trường hợp bơm có đường đặc tính thoải Ngoài ra, số bơm ghép làm việc song song hệ thống khơng nên chọn lớn q Trên hình giới thiệu đường đặc tính tổng cộng bốn máy bơm ghép song song Ở đây, mức độ tăng thêm lưu lượng giảm dần theo tăng số máy bơm Khi mở thêm máy thứ tư tăng lưu lượng hệ thống không đáng kể so với trường hợp hai ba bơm làm việc Như vậy, ghép song song nhiều bơm hiệu kinh tế thấp, nên cần tính tốn cách cẩn thận kĩ 2.5.2 Mắc nối tiếp a) Mắc nối tiếp hai bơm Dùng trường hợp hệ thống có yêu cầu cột áp lớn cột áp bơm Điều kiện ghép nối tiếp:  Các bơm ghép phải làm việc với lưu lượng nhau:  Cột áp làm việc hệ thống có ghép nối tiếp bơm tổng cột áp bơm ghép: Đường đặc tính chung bơm ghép xây dựng cách cộng cột áp riêng bơm với lưu lượng Ví dụ: Khảo sát hai bơm có đường đặc tính khác ghép nối tiếp (Hình 9), làm việc trọng hệ thống Điểm A (giao điểm đường đặc tính 15 chung đường đặc tính lưới ) điểm làm việc bơm ghép hệ thống, xác định lưu lượng Q cột áp hai bơm ghép Hình – Ghép nối tiếp hai bơm ly tâm * Nhận xét:    Khi ghép nối tiếp nên chọn bơm hệ thống có đường đặc tính dốc nhiểu có hiệu cao, thay đổi lưu lượng tăng cột áp theo yêu cầu Khi ghép hai bơm nối tiếp liền cần ý bơm phải làm việc với áp suất cao bơm khơng đủ sức bền bơm bị hỏng Vì phải chọn ống đẩy bơm 1, điểm không gây nguy hiểm cho bơm để ghép Việc ghép bơm làm việc nối tiếp hệ thống tương đối phức tạp, không thuận tiện kinh tế chọn bơm có cột áp cao đáp ứng yêu cầu làm việc Chỉ nên ghép nối tiếp bơm trường hợp cần thiết 16 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU KHẮC PHỤC HIỆN TƯỢNG XÂM THỰC Bản chất tượng xâm thực 1.1 Bản chất Xâm thực phá hủy liên tục dịng chất lỏng nói riêng (hay dịng lưu thể nói chung) vị trí bề mặt vật liệu, mà áp suất giảm xuống áp suất bay tương ứng với nhiệt độ chất lỏng Sự bay mãnh liệt chất lỏng tạo khối lượng bọt khí lớn liên tục tách khỏi bề mặt vật liệu tiếp xúc với dòng chảy đồng thời hạt chất lỏng không ngừng lao vào để chỗ bọt tách tạo nên va đập thủy lực lớn làm rỗ phá hỏng kim loại Trong máy bơm thủy lực nói chung, máy bơm vận chuyển dầu nói riêng Hiện tượng xâm thực vấn đề phức tạp, phụ thuộc vào chất chất lỏng, áp suất nhiệt độ chất lỏng, phụ thuộc vào kết cấu, chế độ làm việc chiều cao lắp đặt bơm Chất lỏng tồn dạng chung tồn dạng hỗn hợp pha: pha lỏng; pha + khí hịa tan; pha rắn, nhũ tương Sự tồn pha, hình thành làm ảnh hưởng gây phá vỡ tính chất liên tục dòng chảy điều kiện định, tính đồng chất chất lỏng kém, khả phá vỡ tính chất liên tục dịng chảy phụ thuộc vào nhiệt độ áp suất dịng chảy Xâm thực khơng gây phá hủy học mà cịn tạo tác dụng điện hóa cục chỗ có nhiệt độ đến , kết va đập thủy lực đạt đến áp suất / Do tượng mà vật liệu bị ăn mòn xâm thực Ăn mòn xâm thực lớn 15 lần ăn mòn điện Chúng ta biết chất lỏng nhiệt độ định sôi áp suất tương ứng định chất lỏng Áp suất gọi áp suấ bão hịa, kí hiệu vị điều kiện định muốn chất lỏng khơng hóa hơi, yêu cầu áp suất điểm lỏng chất lỏng phải tồn áp suất dự trữ mà đó: Để khơng cho chất lỏng hóa hơi, trình làm việc chất lỏng nhiều yếu tố mà ta có ln thay đổi, nhiệt độ cục cao, áp suất cục giảm điểm giảm 17 Thành phần tạp chất rắn lớn, khả trì áp suất dự trữ giảm, khả trì áp suất dự trữ phụ thuộc vào lượng chất lỏng, tính chất lý hóa chất lỏng Khi chất lỏng làm việc hệ thống thủy lực máng thủy lực, thơng số nhiệt độ, áp suất, thành phần pha ln biến đổi tồn diện cục bộ, làm tính ổn định thân Sự biến đổi làm cho áp suất dự trữ nhỏ điểm này, chất lỏng hóa tạo thành bọt khí làm tăng hàm lượng chất lỏng lên Các bọt khí chất lỏng chuyển động khơng ngừng vào vùng có áp suất lớn áp suất bão hịa Các bọt khí ngưng tụ giảm thể tích đột ngột, với nhiều bọt khí gây tượng cộng hưởng, áp suất lên tới hàng ngàn atmosphere phá hỏng chi tiết bơm Hiện tượng gọi tượng xâm thực bơm Sự va đập thủy lực chất lỏng trình chuyển động hỗn độn vào máy bơm nguyên nhân gây nên tượng xâm thực, va đập gây nên chất lỏng với chất lỏng trình chuyển động chất lỏng với thành bánh công tác gây nên dao động cộng hưởng tạo nên dòng chất lỏng áp suất cao gây phá hủy chi tiết bơm Với máy bơm vận chuyển dầu mỏ, chất lỏng chứa nhiều parafin thành phần hợp hữu khác có chứa nhiều khí hịa tan, nên yếu tố gây nên tượng xâm thực máy bơm vận chuyển dầu 1.2 Ảnh hưởng tượng xâm thực đến vật liệu Hình 10 – Xâm thực gây thiệt hại cho phần cánh quạt máy bơm Như ta biết xảy tượng xâm thực, chất lỏng bên xô tới phận máy đặc biệt bánh công tác bánh hướng dẫn với vận tốc lớn làm cho áp suất tăng lên đột ngột gây lên áp lực tác động vào bề mặt kim loại chi tiết lớn Do vật liệu làm chi tiết thường 18 gang, thép đồng có khả chịu va đập khơng cao Ban đầu tạo nên vết nứt nhỏ bề mặt sau phát triển thành lỗ hổng Khi lỗ hổng hình thành, phần chất lỏng nhiều có trộn lẫn với hơi, xâm nhập vùng gây va đập lòng lỗ hổng ngày phát triển Các bề mặt kim loại nhám không phẳng hấp thụ phần lớn lượng nên bị phá hủy tượng xâm thực nhanh so với bề mặt kim loại nhẵn phẳng Kim loại giịn bị phá hủy nhanh mạnh, ngồi chi tiết bị phá hủy tác dụng hóa học gây hợp chất hữu cơ, chất khí hịa tan tách từ chất lỏng tượng có tính chất điện phân gây làm cho lớp bề mặt bị han gỉ 1.3 Ảnh hưởng tượng xâm thực đến đường đặc tính bơm Khi dịng chảy xuất bọt khí, bọt khí làm giảm lưu lượng bơm cách đột ngột, làm cho đường đặc tính bơm thay đổi nhanh chóng thành đường cong kéo dài gần thẳng đứng Hình 11 – Đồ thị ảnh hưởng xâm thực đến đường đặc tính làm việc Giai đoạn ban đầu bọt khí cịn cịn giới hạn khu diện tích hẹp, lưu lượng bơm chưa bị giảm nên đường đặc tính chưa bị thay đổi Khi bọt khí bắt đầu tăng lên dòng chảy lúc tiết diện dòng chảy giảm nhanh bọt khí tăng lên chiếm chỗ dòng chảy lưu lượng, cột áp, hiệu suất bơm giảm theo sau bơm ngừng hoạt động 19 Qua nghiên cứu người ta thấy độ giảm cột áp vượt 3% lúc tượng xâm thực ảnh hưởng lớn đến đường đặc tính bơm Lúc lưu lượng bơm giảm nhanh sau bơm ngừng hoạt động Nguyên nhân dấu hiệu nhận biết tượng xâm thực bơm 2.1 Nguyên nhân Do tốc độ dòng chảy cửa vào lớn làm cho áp suất chất lỏng giảm mạnh, khí áp suất nhỏ áp suất bão hòa chất lỏng lúc xuất tượng xâm thực Hiện tượng xâm thực xảy do:     Kết cấu bánh dẫn có cửa hút khơng hợp lý dẫn đến chất lỏng vào tới cửa hút làm tăng vận tốc dòng chảy Do đoạn ống bị uốn dòng gấp dẫn đến giảm áp cục Do có tượng xốy tách dịng phận cánh dẫn bố trí góc hướng dịng cánh bơm có hệ số xâm thực lớn Lựa chọn số cánh số vòng quay không hợp lý Do tăng chiều cao hút, ngun nhân dẫn đến tượng xâm thực tồn dòng làm cho áp suất dòng chảy giảm mạnh mẽ Một số nguyên nhân sau làm tăng chiều cao hút:        Chọn chiều cao đẩy bơm, tức khoảng cách từ mặt thoáng bể hút đến tâm trục máy bơm không Lựa chọn tính tốn đường kính, chiều dài ống hút không hợp lý làm tăng tổn thất đường ống Đường ống hút bị nhỏ lại dầu có thành phần parafin bám dính khơng cịn kích thước ban đầu làm tăng tổn thất thủy lực Khí bên ngồi lọt vào máy qua hệ thống làm kín lọt vào tượng tạo phễu bể hút gây nên tượng xâm thực cục Do lượng khí đồng hành dầu nhiều chưa tách lọc cách triệt để Do nhiệt độ chất lỏng bơm thay đổi, nhiệt độ chất lỏng tăng dẫn đến tượng giảm áp Do bề mặt bánh công tác không đảm bảo độ nhẵn 2.2 Dấu hiệu nhận biết xâm thực - Khi xảy tượng xâm thực bơm thường có tiếng ồn tiếng kêu lách tách phía trong, gây rung động bơm - Xảy tượng xâm thực dội làm giảm cột áp hiệu suất bơm cách đột ngột 20 - Điện sử dụng bơm tăng nhanh đột ngột, bạn so sánh hóa đơn tiền điện hàng tháng để nhận biết - Dòng chảy máy bị gián đoạn, lưu lượng nước bơm không ổn định giảm đột ngột tượng xâm thực gây 2.3 Một số biện pháp khắc phục ngăn ngừa tượng xâm thực Khi chọn mua máy bơm cần tính dư cột áp chút Chính việc giúp cho máy hoạt động trạng thái có sẵn lượng nước dự trữ Chúng ta cần thường xuyên kiểm tra cánh quạt máy bơm, cần thiết phải gia cơng lại cách sau đây:   Các mép cánh bơm phải bo tròn dát mỏng, phần cánh dẫn nước vào bánh công tác phải làm nhẵn bề mặt Khi thay cánh bơm, khuyến cáo không tự ý thay cánh quạt có cấu tạo kiểu dáng khác với thiết kế ban đầu nhà sản xuất tạo Lựa chọn máy bơm nước theo thiết kế nhiệt độ chất lỏng cần bơm, đồng thời giảm nhiệt độ phòng chứa máy bơm để tượng xâm thực không xảy Khuyến khích lắp thêm role nhiệt cho máy bơm nhằm tránh tình trạng máy bơm bị nóng, role nhiệt có chế tự ngắt điện máy bơm bị nhiệt Giảm ma sát đường ống cánh: tăng kích thước đường ống hút, giảm số lượng ren co, giảm chiều dài ống hút 21 KẾT LUẬN Hiện nay, máy bơm ly tâm thiết bị quan trọng cơng nghiệp sản xuất, chế tạo khí,… Máy bơm ly tâm loại máy bơm công nghiệp thủy thực cánh dẫn, hoạt động nguyên tắc lực ly tâm, chiến lực thủy động dòng chảy nhờ cánh quạt máy Nó thiết bị nhỏ đem lại hiệu cao, dùng nhiều dự án cấp nước, khu công nghiệp, phòng cháy chữa cháy hay ngành kĩ thuật nhiệt Nhưng bên cạnh đó, cần ý đến tượng xâm thực máy bơm ảnh hưởng đến hiệu suất máy bơm, ảnh hưởng đến kết làm việc để tránh làm hỏng thiết bị, gây thiệt hại kinh tế 22 ... giúp em để hoàn thiện CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BƠM LY TÂM Khái quát bơm ly tâm 1.1 Sơ lược bơm ly tâm Bơm ly tâm loại máy thủy lực cánh dẫn, việc trao đổi lượng máy với chất lỏng thực lượng thủy... Em có nghiên cứu tài liệu bơm ly tâm nhận thấy tượng xâm thực ảnh hưởng lớn đến bơm ly tâm Đặc biệt ảnh hưởng đến việc hoạt động làm việc bơm ly tâm, lâu dần phá hủy bơm gây thiệt hại nhiều kinh... thiết 16 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU KHẮC PHỤC HIỆN TƯỢNG XÂM THỰC Bản chất tượng xâm thực 1.1 Bản chất Xâm thực phá hủy liên tục dòng chất lỏng nói riêng (hay dịng lưu thể nói chung) vị trí bề mặt vật
- Xem thêm -

Xem thêm: BTL cơ học chất lưu Hiện tượng xâm thực bơm ly tâm, BTL cơ học chất lưu Hiện tượng xâm thực bơm ly tâm

Từ khóa liên quan