Tính cấ p thiế t củ a đ ề tài
Việt Nam sở hữu 3.260 km bờ biển trải dài từ Bắc vào Nam, tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển nghề đánh cá, thương mại và du lịch Với nhiều vùng khí hậu khác nhau, đất nước này đã hình thành các trung tâm kinh tế, văn hóa và du lịch ven biển, dẫn đến sự phát triển của các khu đô thị lớn Tuy nhiên, trong quá trình chuyển sang nền kinh tế thị trường, các thành phố này cũng đối mặt với nhiều vấn đề bất cập.
Năm 2011, trận “đại hồng thủy” ở Bangkok, Thái Lan đã gây thiệt hại lớn về người và của cho nhân dân Nguyên nhân không chỉ do hiện tượng thời tiết cực đoan, mà còn do những sai lầm trong quá trình phát triển không cân xứng của con người Những gì xảy ra ở Thái Lan là bài học thiết thực cho chúng ta, đặc biệt là các thành phố ven biển như TP Hồ Chí Minh, Long An, Cần Thơ, Vũng Tàu, Cà Mau, Quy Nhơn, Nha Trang, Đà Nẵng và Hải Phòng.
…và ngay cả Hà Nộ i mặ c dù nằ m xa cử a biể n gầ n 200 km.
Trước nguy cơ mực nước biển dâng và biến đổi khí hậu, việc triển khai nghiên cứu các phương án chống ngập cho các thành phố ven biển đang trở thành nhu cầu cấp bách Các cấp chính quyền tại các thành phố này cần đặc biệt quan tâm đến vấn đề này để bảo vệ cộng đồng và tài sản.
Chố ng ngập các thành phố ven biển, đô thị, khu dân cư lớn và các khu công nghiệp lớn là nội dung quan trọng trong dự thảo chiến lược quốc gia về biến đổi khí hậu do Bộ Tài Nguyên và Môi trường vừa đưa ra để lấy ý kiến Theo dự thảo, Việt Nam được đánh giá là một trong những quốc gia bị ảnh hưởng nặng nề nhất bởi biến đổi khí hậu.
Đ ánh giá thự c trạ ng và hư ớ ng phát triể n củ a đ ề tài
Hiện nay, máy bơm hướng trụ được lắp đặt rộng rãi phục vụ cho hầu hết các ngành kinh tế Các thành phố lớn như Thành phố Hồ Chí Minh, Cần Thơ, Cà Mau thường xuyên đối mặt với tình trạng úng ngập nghiêm trọng khi có mưa lớn kèm theo triều cường Ban chống ngập Thành phố Hồ Chí Minh đã phối hợp với các viện chuyên ngành thuộc Viện khoa học Thủy lợi Việt Nam và Viện Bơm và Thiết bị Thủy lợi để đề xuất giải pháp xây dựng hệ thống các trạm bơm và cống kết hợp nhằm ngăn triều và bơm tiêu khi gặp trường hợp triều cường và mưa lớn Các loại bơm này có cột nước từ 2m đến 3m và lưu lượng lớn, với cột nước chênh lệch địa hình chỉ từ 0.5m đến 1m.
Bơm m lắp đặt tại đây có cấu trúc và vận hành đặc biệt, khác với các trạm bơm thông thường Khi mực nước triều xuống thấp, cửa van được kéo lên để nước trong thành phố có thể tiêu tự chảy Ngược lại, khi mực nước thủy triều lớn kèm theo mưa gây ngập, cửa van sẽ đóng và bơm hoạt động để tiêu nước từ thành phố ra biển Các máy bơm và trạm bơm phục vụ tưới tiêu cho nông nghiệp ở đồng bằng ven biển hiện nay chỉ hoạt động với hiệu suất trên 50%, thậm chí một số trạm chỉ đạt trên 40% Nguyên nhân chủ yếu là do hầu hết các trạm bơm ở khu vực đồng bằng ven biển có cột nước tiêu chỉ từ 0.5m-1.5m, trong khi các bơm được lắp đặt ở đây thường có độ sâu từ 5m đến 7m.
Bơm nghiên cứu hiện nay không chỉ phục vụ nhu cầu tiêu úng cho các thành phố lớn mà còn đáp ứng nhu cầu tiêu úng cho đồng bằng ven biển từ miền Bắc đến miền Nam, đặc biệt là khu vực đồng bằng sông Cửu Long Khu vực này đang có xu hướng chuyển sang thâm canh 3 vụ thông qua việc xây dựng đê bao và các trạm bơm tưới tiêu Các tỉnh như An Giang, Đồng Tháp, và Kiên Giang là những ví dụ điển hình cho sự phát triển này, với các máy bơm có lưu lượng lớn và cột nước dư dưới 5m.
Nhữ ng yêu cầ u này đ ặ t ra nhu cầ u mớ i về các loạ i bơ m có lư u lư ợ ng lớ n
10.000 m 3 /h -15.000 m 3 /h cộ t nư ớ c 1,5÷3 m và kế t cấ u đ ặ c biệ t đ ể lắ p đ ặ t và vậ n hành thuậ n tiệ n đ ạ t đ ư ợ c các mụ c đ ích tiêu úng củ a các vùng đ ặ c trư ng này.
Lự a chọ n thông số bơ m nghiên cứ u
Về mặ t thông số thuỷ lự c, mụ c đ ích củ a chúng ta là nghiên cứ u thiế t kế chế tạ o mộ t loạ i bơ m có thông số trong dả i:
Theo Quyết định 745/QĐ-BKHCN ngày 5/5/2009, việc thiết kế bơm cần phải dựa trên một bộ thông số danh nghĩa cụ thể Để lựa chọn thông số bơm nghiên cứu phù hợp, cần xem xét các yếu tố liên quan nhằm đảm bảo đáp ứng các yêu cầu của đề bài Việc lựa chọn này đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng về các vấn đề thiết kế và hiệu suất của bơm.
Bơm hưỡng trụ cột nước thấp là loại bơm có đặc tính công suất đi xuống, nghĩa là khi cột áp tăng thì công suất giảm và ngược lại Để bơm hoạt động hiệu quả trong khoảng cột áp từ 1.5m đến 3m, cần chọn cột áp thiết kế là H = 3m, đảm bảo bơm không bị quá tải khi hoạt động ở cột nước 3m và trong dải từ 1.5m đến 3m.
Hình 1-1 : Quan hệ giữ a hiệ u suấ t thuỷ lự c lớ n nhấ t vớ i tỷ tố c bơ m
( Lomakin hình 165 tr 272) Đ ể thoả mãn thông số thứ 2 ta có thể chọ n Q thiế t kế là 12000 m 3 /h, vì khi
Khi H = 3m và lưu lượng Q = 15000 m³/h, dãy Q lớn nhất của bơm nghiên cứu có thể đạt được khi H nhỏ hơn 3m Do đó, cần lựa chọn các thông số ban đầu phù hợp với mục tiêu và nội dung của đề tài.
Ý nghĩ a khoa họ c và thự c tiễ n củ a đ ề tài
Nghiên cứ utính toán thiế t kế và chế tạ o mẫ u cánh bánh công tác và cánh hư ớ ng củ a bơ m vớ i các thông số cộ t ápH = 3m, Q = 12000 m 3 / h =3,333 m 3 / s
Việc chế tạo thành công mẫu cánh có tỷ số cao n s = 1432 Vg ph/tạ đã tạo tiền đề quan trọng để triển khai các đề tài cột nước thấp, đáp ứng nhu cầu cấp thiết phục vụ cho nuôi trồng thủy sản, tiêu nước và bổ sung nước cho các trạm bơm ven sông.
Thiết kế bờ m biển với cấu trúc dạng hở là giải pháp phù hợp cho các thành phố ven biển, nhằm đáp ứng yêu cầu chống ngập Bài viết này cung cấp tài liệu tham khảo quý giá, phục vụ cho công tác thiết kế và chế tạo các loại bờ m cột nước thấp.
TỔ NG QUAN VỀ LĨ NH VỰ C BƠ M HƯ Ớ NG TRỤ C CỘ T NƯ Ớ C THẤ P
Bơ m hư ớ ng trụ c
Bơ m hư ớ ng trụ c là bơ m trong đ ó dòng chả y chuyể n đ ộ ng qua phầ n dẫ n dòng theo phư ơ ng hư ớ ng trụ c.
Các bơm hút trụ được nghiên cứu và thiết kế hiện nay thường có cột nước H từ 2m đến 20m, với lưu lượng Q lớn lên đến 100.000m³/h Để phân biệt các loại bơm, người ta dựa vào số vòng quay đặc trưng, với các bơm này thường có ns nằm trong phạm vi từ 450v/ph đến 1000v/ph.
Bơm hưỡng trụ c được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế, đặc biệt là trong việc tiêu thoát nước tại các đô thị, khu công nghiệp và vùng đồng bằng ven biển Hình 2-1 cho thấy các gam bơm hưỡng trụ c của Liên Xô cũ, với nghiên cứu đã phủ đầy ở các vùng làm việc của cột nước từ 2,5m đến 20m và lưu lượng Q từ 1.800m³/h đến 100.000m³/h.
Tình hình sử dụ ng và nghiên cứ u bơ m cộ t nư ớ c thấ p ở nư ớ c ngoài
Các loại bơm mương trụ lưu lượng cao, cột nước thấp đã được lưu ý từ lâu, đặc biệt trong giai đoạn xây dựng chế độ xã hội chủ nghĩa ở các nước thuộc Liên Xô cũ đang phát triển Những bơm này được nghiên cứu nhằm vận chuyển nước điều hòa các lưu vực sông lớn, bơm tưới tiêu thủy lợi và đã được công bố rộng rãi, bao gồm 4 loại chính.
Bảng liệt kê các gam bơm của loại O và Oπ dưới đây cho thấy thành tựu về lĩnh vực bơm cột nước thấp của Liên Xô trước đây Các loại bơm này thường có n cách nhau 100v/ph Thông số kỹ thuật của một số loại bơm này được trình bày trong bảng 1-1.
Bả ng2.1 Các máy bơ m cộ t nư ớ c thấ p thông dụ ng củ a Liên Xô cũ
Dưới đây là thông số kỹ thuật của một số bơm OП, bao gồm các loại bơm với dải công suất và lưu lượng khác nhau Các bơm OП 2-87 có lưu lượng từ 3.2 - 9.7 m³/h, trong khi OП 5-110 có lưu lượng từ 7.8 - 11.5 m³/h Bơm OП 10-145 có công suất lớn nhất với lưu lượng từ 12.9 - 18 m³/h Đặc biệt, bơm OП 7 từ Liên Xô cũ đã được nghiên cứu thành công với tốc độ khoảng 1000 v/ph Thông số kỹ thuật chi tiết của các bơm này được thống kê trong bảng 1-2.
Bơm cột nước thấp GATE PUMP của hãng MIZOTA, Nhật Bản, đã được nghiên cứu và công bố nhiều sản phẩm từ năm 2004 Các thông số kỹ thuật của các loại bơm này có thể được tham khảo trong bảng 1-3.
Bả ng2.3 Các bơ m loạ i GATE PUMP củ a hãng MIZOTA Nhậ t Đ ư ờ ng kính cánh bánh công tác (mm)
Lư u lư ợ ng(m 3 /ph) Lư u lư ợ ng (m 3 /s)
Nhữ ng bơ m này đ ang đ ư ợ c ứ ng dụ ng rộ ng rãi trong các ngành kinh tế , mà đ ặ c biệ t cho lĩ nh vự c tiêu thoát nư ớ c.
Hình 2-2 : Bố trí nhà trạ m loạ i bơ m chìm cộ t nư ớ c thấ p củ a Nhậ t
Mộ t số hìnhả nh bơ m chìm hư ớ ng trụ c củ a hãng Grundfos– Đ an Mạ ch:
Hình 2-3 : Mộ t số hìnhả nh bơ m hư ớ ng trụ c củ a hãng Grundfos
Hình 2-4 : Mộ t số hìnhả nh bơ m hư ớ ng trụ c củ a Trung Quố c
Hình 2-5 : Mộ t số hìnhả nh bơ m củ a hãng ABS
Hãng ITT Flygt là một thương hiệu nổi tiếng chuyên sản xuất bơm cột nước thấp Sản phẩm bơm của hãng đã được ứng dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia trên thế giới.
Các sả n phẩ m bơ m chìm cộ t nư ớ c thấ p củ a hãng loạ i P7061, P7081, P7101 và P7121 có vùng làm việ c như sau (hình 1.11):
Hình 2-6: Bơ mP7061, P7081, P7115 và P7121 củ a hang FLIGT
Lư u lư ợ ng Q = 1400 –18000 m 3 /h; Đ ư ờ ng kính bánh công tác D = 800 –1400mm.
Cũ ng loạ i bơ m này còn có các sả n phẩ m P7050, P7045, P7055, P7076, P7115 và P 7140 Đ ư ờ ng kính bánh công tác dao đ ộ ng từ 700 đ ế n 1600mm.
Hãng HYOSUNG đến từ Hàn Quốc nổi bật với dòng bơm hướng trục (Model VMF, VF ) và được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới Tại Việt Nam, HYOSUNG đang triển khai hai dự án lớn là nhà máy Nhiệt điện Vĩnh Tân II và trạm bơm Ngoại Độ II.
L- u l- ợng Q-> 100.000 m 3 /h; Đ- ờng kính bánh công tác D 50–1500mm.
Hình 2-7Bơ m trụ c đ ứ ng củ a hãng HYOSUNG- Hàn Quố c
Bơm trục đứng KSB (Đức) model SNW/PNW/PNZ được thiết kế để xử lý lưu lượng lớn lên đến 17 m³/s và cột áp tối đa đạt 15m Với đường kính bánh công tác từ 700 đến 2200 mm, sản phẩm này phù hợp cho nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp và cấp nước.
Hình 2-7 Bơ m trụ c đ ứ ng củ a hãng KSB-Đ ứ c
Tình hình sử dụ ng và nghiên cứ u bơ m cộ t nư ớ c thấ p ở trong nư ớ c
Hiện nay, hầu hết các trạm bơm lớn ở Bắc Bộ và Bắc Khu 4 cũ đều sử dụng máy bơm hướng trục có lưu lượng từ 1.000m³/h đến 36.000m³/h, với cột áp phổ biến từ 3m đến 9m Những máy bơm này phục vụ cho nhu cầu tưới, tiêu và tưới tiêu kết hợp, với tốc độ quay từ 700v/ph đến 1.000v/ph.
Theo kết quả điều tra hiện trạng máy bơm và trạm bơm ở Việt Nam do Viện Khoa học Thủy lợi thực hiện, tính đến năm 2004, đã khảo sát tại 16 tỉnh thành thuộc Bắc Bộ và Bắc Khu.
Bố n cũ có 4.964 trạ m bơ m vớ i 13.305 máy bơ m các loạ i[15], trong đ ó loạ i bơ m hư ớ ng trụ c cộ t nư ớ c thấ p gồ m :
Các loại bơm mực nước trụ cột có lưu lượng từ 11.000m³/h đến 32.000m³/h, sử dụng hai loại động cơ là động bộ và không động bộ, với công suất từ 300 kW đến 500 kW và điện áp 6kV Những bơm này được nhập khẩu từ Liên Xô cũ, Triều Tiên, Pháp, Hàn Quốc và được lắp ráp tại các trạm bơm như Cổ Đạm, Cốc Thành, Vĩnh Trị, Hữu Bị, Nhâm Tràng, Như Trác, Trịnh Xá, Kim Đôi, Hiền Lương, Phù Sa, Hồng Vân, và Yên.
Lệ nh, Bả o Khê, Cẩ m Hà và trạ m bơ m Linh Cả m, trong đ ó:
- 4 trạ m, tổ ng số 23 máy, loạ i 25.000m 3 /h ÷ 32.000m 3 /h, ký hiệ u OΠ6-145 củ a Liên Xô cũ
- 8 trạ m, tổ ngsố 45 máy, loạ i 11000m 3 /h, ký hiệ u OΠ6-87, O4-87 củ a Liên
Xô cũ , Kp1- 87 củ a Triề u Tiên.
Lọ ai bơm hưỡng trụ cột đứng, trụ cột ngang và trụ cột xiên, có lưu lượng thiết kế từ 8.000 m³/h trở xuống, với động cơ không đồng bộ từ 28 kW đến 240 kW và điện áp động cơ là 0,4 kV Những bơm này có một số nhập khẩu từ nước ngoài như Liên Xô cũ, Hungary, Rumani, Ấn Độ, và Ôxtrâylia, nhưng hầu hết đều được sản xuất trong nước.
- 28 trạ m, tổ ng số 220 máy loạ i 8.000m 3 /h, ký hiệ u DU-750 Rumani, CsV-
- 143 trạ m, tổ ng số 1065 máy loạ i 3.000m 3 /h đ ế n 4.000m 3 /h, ký hiệ u BΠ-
60, 20ΠpB-60 Liên Xô cũ , 24HT-90 Việ t Nam
- 225 trạ m, tổ ng số 952 máy loạ i 2.500m 3 /h, ký hiệ u HT45D.
- 243 trạ m, tổ ng số 487 máy loạ i 1.500m 3 /h ữ 1.800m 3 /h, ký hiệ u 15HT-70, TLx-1.
Toàn khu vự c đ ang sử dụ ng 10 loạ i máy bơ m hư ớ ng trụ c cộ t nư ớ c thấ p nhậ p củ a nư ớ c ngoài có ký hiệ u: OΠ6 - 145, OΠ6 - 87, 05 - 47, 04 - 87, BΠ - 60,
20ΠpB - 60 củ a Liên Xô cũ , Kp1- 87 Triề u Tiên, CsV- 1000 Hunggary, DU - 750
Rumani và Limax củ a Pháp [21].
Hình 2-9 Trạ m bơ m Yên Lệ nh- Hà Nam Hình 1-10 Bơ m tạ i nhà máy nư ớ c Thiệ n
Hình 2-11 Trạ m bơ m Cẩ m HàSóc Sơ n-
Hà Nộ i Hình 2-12 Trạ m bơ m Bả o Khê-Hư ng
Năm 1987, Bộ môn nghiên cứu máy bơm Viện khoa học thủy lợi đã thành công trong việc thiết kế chế tạo một loại bơm có công suất 1400v/ph, tuy nhiên hiệu suất chỉ đạt 70% Loại bơm 18HT-140 này đã được hoan nghênh và ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là ở các vùng đồng chiêm trũng như Bình Lục.
Vụ Bả n ở Nam Đ ị nh; Thái Thuỵ ở Thái Bình; Nam Sách, Thanh Cư ờ ng ở Hả i
Khi thiết kế cánh bánh công tác cho bơm 18HT-140, phương pháp thiết kế của Voznhexenski-Pekin đã được áp dụng, trong đó các thông số kết cấu được lấy theo Oπ 6, với số lá cánh bánh công tác Z1 = 2.
Bơm 18HT-140, ra đời năm 1989, là một loại bơm hướng trục với thiết kế nghiêng TLx-1, có thông số H=5m, Q=0m³/h, N=3kW và Z1=4 lá cánh Bộ phận dẫn dòng được thiết kế dựa trên thông số cấu trúc của mẫu Oπ 5 và phương pháp thiết kế Voznhexenski-Pekin Từ năm 1989 đến 1995, loại bơm này đã được ứng dụng cải tạo, nâng cấp và thay thế hơn 400 bộ cho các loại bơm 12LTx-40 hoặc xây mới tại hầu hết các địa phương khu vực đồng bằng Bắc Bộ và Bắc khu bốn cũ.
Trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, nông nghiệp cần những máy bơm có công suất lớn để phục vụ tưới tiêu Hiện nay, hệ thống trạm bơm chủ yếu vẫn sử dụng bơm nhập khẩu, dẫn đến khó khăn trong việc sửa chữa và thay thế phụ tùng do thiếu chủ động.
Trước yêu cầu thực tiễn, từ kế hoạch 1996 - 2000, Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường cùng Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đã giao cho Trung tâm Bơm và Máy Xây dựng, Viện Khoa học Thủy lợi chủ trì thực hiện đề tài KHCN.05.01.
Nghiên cứu thiết kế và công nghệ chế tạo toàn cụm thiết bị bơm nước với lưu lượng 36.000 m³/h đã hoàn thành sau hơn 3 năm thực hiện Dự án được triển khai với sự hợp tác chặt chẽ giữa các nhà khoa học, nhà quản lý và doanh nghiệp thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường, Bộ Công nghiệp, tỉnh Nam Định, cùng Công ty khai thác các công trình thủy lợi Nam Định Đề tài đã hoàn thành các nhiệm vụ từ nghiên cứu mô hình đến thiết kế, chế tạo, lắp đặt, chạy thử và đo đạc các thông số của máy bơm hướng trục HT-145 với lưu lượng 36.000 m³/h tại hiện trường Đây là đề tài trọng điểm cấp nhà nước trong chương trình khoa học công nghệ giai đoạn 1996 - 2000, với thông số H = 6m, Q = 36.000 m³/h, N = 750 kW, n = 365 v/ph, và hiệu suất = 85%, với tần số gần 1.000 v/ph.
Trong nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình phần dẫn dòng, đã triển khai sáu phương án khác nhau, trong đó có phương án lấy mẫu Oπ 6 Các phương án còn lại sử dụng các thông số kết cấu khác nhau, với thông số Z1 bao gồm 4 lá cánh và 3 lá cánh, cùng các thông số L/T và d.
Dựa trên mẫu Oπ 6, kết quả thu được gồm 5 mẫu đạt hiệu suất dưới 82%, bao gồm cả mẫu thiết kế tương tự theo Oπ 6 Đặc biệt, mẫu số 6 loại cánh bánh công tác có Z1 = 3, L/T và d.
Bơm nguyên hình Oπ 6 đạt hiệu suất cao nhất lên đến 85% Kích thước hình học của phần dẫn dòng bơm nguyên hình có đường kính 1450mm được tính toán dựa trên mô hình theo phương pháp đồng dạng hình học Bơm nguyên hình được thiết kế dựa trên mẫu mô hình đạt hiệu suất cao nhất, với cánh bánh công tác máy bơm HT145 có Z1 = 3 lá cánh và cánh hướng có Z2 = 7 lá cánh.
Tổ ng công ty Cơ điện – Xây dựng nông nghiệp và thuỷ lợi đã hoàn thiện dự án lắp đặt thêm một tổ máy, với hơn 30.000 giờ vận hành, các máy bơm đều đạt tiêu chuẩn kỹ thuật và hoạt động hiệu quả Thành công này không chỉ chứng tỏ sự tiến bộ vượt bậc của đội ngũ cán bộ khoa học trong nghiên cứu và thiết kế mà còn khẳng định khả năng chế tạo máy bơm của Việt Nam Điều này giúp giải quyết vấn đề sản xuất bơm lớn trong nước và chủ động trong việc cung cấp phụ tùng thay thế cho các trạm bơm đang xuống cấp.
Sự chuyển đổi cơ cấu của các ngành kinh tế đã dẫn đến việc sử dụng máy bơm ngày càng phổ biến, đặc biệt là bơm hướng trục Điều này không chỉ phản ánh xu hướng phát triển công nghệ mà còn mở rộng phạm vi ứng dụng của máy bơm trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
TỔ NG QUAN CÁC PHƯ Ơ NG PHÁP THIẾ T KẾ BỘ PHẬ N DẪ N DÒNG CỦ A BƠ M HƯ Ớ NG TRỤ C
Phư ơ ng pháp tư ơ ng tự hình họ c
Phương pháp đơn giản nhất để tính toán là dựa vào các bơm mẫu có sẵn hoặc các bơm mô hình với số vòng quay đặc trưng tương tự Theo phương pháp này, người ta chỉ cần nhân các kích thước của bơm mẫu với một hệ số xác định dựa trên các thông số làm việc của bơm thực và bơm mẫu Để thực hiện tính toán, cần có bản thiết kế chuẩn của bơm mẫu hoặc bơm mô hình, cũng như đặc tính năng lượng của bơm để từ đó xác định các hệ số chuyển đổi.
Phư ơ ng pháp mộ t tọ a đ ộ
Phương pháp thiết kế đơn giản nhưng hiệu quả, như phương pháp Prôfin, đảm bảo góc vào và góc ra của cánh phù hợp với đặc tính dòng chảy Chính vì vậy, phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
Việc sử dụng phương pháp thiết kế lưới cánh yêu cầu người thiết kế phải có kinh nghiệm trong việc lựa chọn các thông số hình học ban đầu Thiết kế lưới cánh chỉ có thể thực hiện thông qua phép dựng hình thủ công, điều này gây khó khăn cho việc lập trình tính toán trên máy vi tính.
Phư ơ ng pháp lự c nâng
Cánh cánh công tác theo phương pháp này được tính toán cho một số tiết diện từ bầu cánh tới tiết diện ngoài biên Các profin ứng với mỗi tiết diện khác nhau sẽ có các hệ số lực nâng khác nhau Chúng ta chọn các profin khí động thỏa mãn các hệ số lực nâng và lực cản cho các tiết diện đó, do đó các tiết diện khác nhau sẽ có các profin dạng khác nhau.
Phương pháp này tập trung vào việc đảm bảo sự suôn sẻ của lá cánh, tuy nhiên, quá trình thiết kế đòi hỏi điều chỉnh nhiều thông số, gây khó khăn cho lập trình và tính toán trên máy vi tính Dù vậy, phương pháp này có ưu điểm là giảm thiểu khối lượng tính toán và sử dụng các profil khí động đã được nghiên cứu với độ tin cậy và hiệu suất cao.
Phư ơ ng pháp XTП Z
Phương pháp này dựa trên giả thuyết về độ cong của đường nhân profile và ảnh hưởng của nó đến quyết định tớ lưu số vận tốc hay cột áp do cánh tạo nên Dựa vào quan hệ của hệ số lực nâng Cy với lưu số vận tốc xung quanh profile và với góc đặc trưng cho độ cong của profile βo, ta có thể xác định góc βo thông qua các thông số hình học và động học của cánh Trong trường hợp này, đường nhân của profile được coi là một cung tròn Phương pháp này được sử dụng rộng rãi tại các nhà máy chế tạo máy cánh Khakcop, Liên Xô cũ.
Phư ơ ng pháp phư ơ ng trình tích phân củ a Voznhexenski-Pekin
Phương pháp Voznhexenski-Pekin, phổ biến ở Liên Xô cũ, được sử dụng để thiết kế bơm hướng trục, coi đường nhân là một cung tròn Tác động của các profin lên dòng chất lỏng được thay thế bởi các xoáy phân bố dọc đường nhân theo một quy luật xác định Dòng chảy tổng hợp được xác định bằng tổng của dòng song phẳng không nhiễu và dòng cả mứng tạo bởi các xoáy phân bố trên đường nhân profin Bằng cách xác định đường dòng tổng hợp này, ta có thể xác định đường nhân của profin, mà cụ thể là profin dãy cánh có chiều dày mỏng vô cùng Để xác định profin dãy cánh có chiều dày hữu hạn, ta áp dụng độ dày trên đường nhân profin theo một quy luật xác định, bằng cách chọn các profin thực nghiệm có đặc tính khí động tốt, từ đó lấy quy luật phân bố độ dày của nó làm mẫu chuẩn cho profin thiết kế mới.
Phư ơ ng pháp phân bố xoáy củ a Lêxôkhin-Simônôv
Phương pháp phân bố xoáy Lêxôkhin-Simônôv xem đường nhân của prôfin là một cung cong bất kỳ với nhiều bán kính Phương pháp này thay thế tác động của các prôfin lên dòng chất lỏng bằng các xoáy phân bố dọc theo đường nhân theo một quy luật xác định Dòng chảy tổng hợp được xác định bằng tổng của dòng song phẳng không nhiều và dòng cả mứ ng tạo bởi các xoáy phân bố trên đường nhân của prôfin Việc xác định đường dòng tổng hợp giúp xác định đường nhân của prôfin, đặc biệt là prôfin cánh có chiều dày mỏng Trường hợp này không thể giải phương trình tích phân bằng phương pháp giải tích mà phải sử dụng phương pháp gần đúng liên tiếp, khiến việc giải phương trình tích phân trở nên phức tạp, nhưng lại cho kết quả phù hợp hơn với bản chất dòng chảy Để xác định prôfin có chiều dày hữu hạn, phương pháp Voznhexenski-Pekin áp dụng độ dày trên đường nhân prôfin theo một quy luật xác định bằng cách chọn các prôfin thực nghiệm có đặc tính khí động tốt, từ đó lấy quy luật phân bố độ dày của chúng làm mẫu chuẩn cho prôfin thiết kế mới.
Phư ơ ng pháp đ iể m kỳ dị củ a Lêxôkhin
Phương pháp tính toán cánh có độ dày hữu hạn tương tự như phương pháp phân bố xoáy trên cung mỏng của Lêxôkhin-Simônôv, trong đó tác động của prôfin cánh lên dòng chất lỏng được thay thế bởi các xoáy, nguồn và tụ phân bố trên đường nhân prôfin Dòng khép kín của dòng tổng hợp được tạo bởi dòng song phẳng không nhiễu và các dòng phụ từ xoáy, nguồn và tụ sẽ hình thành chu tuyến prôfin.
Phư ơ ng pháp này ít đ ư ợ c sử dụ ng đ ể thiế t kế cánh bơ m vì nó khá phứ c tạ p đ òi hỏ i khố i lư ợ ng tính toán lớ n.
Phương pháp phân bố xoáy trên cung mỏng của Lêxôkhin - Simônôv và phương pháp các điểm kỳ dị của Lêxôkhin được áp dụng chủ yếu để tính toán hiệu suất của tuabin hướng trụ.
Ngày nay, vớ i sự phát triể n củ a tin họ c thì việ c tính toán cánh bằ ng hai phư ơ ng pháp này không còn là vấ n đ ề khó khă n.
Có nhiều phương pháp tính toán thiết kế cánh công tác bơm hướng trụ, dựa trên nền tảng lý thuyết với các mức độ phức tạp khác nhau và đã được thực nghiệm kiểm chứng Tùy thuộc vào tính năng và yêu cầu cụ thể, người ta lựa chọn phương pháp thiết kế phù hợp Đối với loại máy bơm hướng trụ, phương pháp Vonznhexenski – Pekin đã được sử dụng đạt hiệu quả cao tại Việt Nam cũng như Liên Xô cũ.
CƠ SỞ LÝ THUYẾ T VÀ PHƯ Ơ NG PHÁP NGHIÊN CỨ U
Luận văn được xây dựng dựa trên lý thuyết về các phương pháp thiết kế, bao gồm phương pháp Vôzơ nhexenski - Pêkin, phương pháp đường dòng đẳng tộc và phép biến hình bảo giác Những phương pháp này đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các giải pháp thiết kế hiệu quả và sáng tạo.
CƠ SỞ LÝ THUYẾ T PHƯ Ơ NG PHÁP THIẾ T KẾ CÁNH CỦ A VOZNHEXENSKI-PEKIN
Nguyên tắc tính toán hệ thống cánh máy thuỷ lực loại hướng trụ được thiết lập thông qua việc giải phương trình tích phân chảy bao lưới các cung mỏng Phương pháp này đã được giáo sư I.N Voznhexenxki, thuộc trường đại học bách khoa Leningrat (nay là Saint Petersburg), phát triển vào năm
1930– 1935, sau đ ó dư ớ i sự lãnhđ ạ o củ a ông V.F Pekin, A.F Lexokhin và
I.A Ximonov tiếp tục nghiên cứu về phương pháp Voznhexenxki – Pekin, được N.A Koloconxov chỉ ra là phương pháp phổ biến nhất trong ngành chế tạo bom Phương pháp này nổi bật nhờ vào tính toán cuối cùng đơn giản, giúp các bom được chế tạo đạt chất lượng cao.
Sự phức tạp trong nghiên cứu dòng chảy qua lưới profin xuất phát từ sự tương hỗ của tất cả các profin Mỗi lá cánh của lưới đều có một lượng xoáy vận tốc xung quanh Sự tác động tương hỗ giữa lưới profin và dòng chảy phẳng ở vô cực, trong lần tính gần đúng đầu tiên, có thể thay thế bằng sự tác động tương hỗ của các điểm xoáy được phân bố trên đường nhân của profin Nói chung, lượng xoáy vận tốc xung quanh một profin trong lưới luôn khác với lượng xoáy xung quanh một profin đơn độc.
Trong phương pháp tính toán này, khi xác định ảnh hưởng của các profin lưới, chúng ta không tính đến ảnh hưởng do chiều dày của các profin Để xây dựng cánh công tác và cánh dẫn, cần phải tính toán các profin cánh ở các tiết diện khác nhau của lá cánh Các tiết diện này được tạo ra bởi các mặt trụ đồng tâm cắt các lá cánh Khi trải các tiết diện này ra trên mặt phẳng và kéo dài về hai phía, ta sẽ có lưới thẳng vô hạn của các profin.
Phương pháp Voznhexenski-Pekin sử dụng các đường nhân là các cung tròn với bán kính cố định, giả định rằng các profin có chiều dày mỏng vô cùng Tác động của các đường nhân này lên dòng chất lỏng chảy được mô tả thông qua các xoáy, với mật độ γ(s) phân bố trên đường nhân, như minh họa trong hình 2-5.
Lư u số vậ n tố c trên phân tố đ ư ờ ng nhân ds xác đ ị nh bằ ng: d = (W x - W y ) ds = (s) ds (2-1)
Lư u số vậ n tố c theo đ ư ờ ng nhân prôfin:
Trong chả y bao prôfin, chiều dày mỏ ng vô cùng và prôfin có thể được xem như dòng tổng hợp của dòng song phẳng không nhiều và dòng cả mứ ng tạo bở i các xoáy phân bố trên đ ư ờ ng nhân Hàm dòng tại một điểm bất kỳ của cung đ ơ n đ ộ c được xác định bằng biểu thức: const t t t = Ψ o + Ψ = Ψ ( ) ( ) 1 ( ).
Hình 3-1 Sơ đ ồ lư ớ i prôfin mỏ ng vô cùng và phân bố xoáy trên đ ư ờ ng nhân.
Trong đ ó hàm dòng củ a các đ iể m xoáy củ a cung:
Mật độ phân bố xoáy (s) được xác định bằng cách lấy đạo hàm theo s, trong đó t là tọa độ điểm khảo sát r(s,t) thể hiện khoảng cách từ điểm khảo sát của profin đến điểm A, tại đó có lưỡng xoáy dΓ Lượng xoáy vận tốc d là một yếu tố quan trọng trong việc phân tích động lực học của hệ thống.
Việ c thự c hiệ n đ ị nh đ ề Traplư ghin ở mép ra sẽ đ ư ợ c đ ả m bả o bằ ng cách chọ n:
Khi chuyể n sang chả y bao cung củ a lư ớ i, trong phư ơ ng trình tích phân (2-3) cầ n phả i đ ư a vào nhữ ng thay đ ổ i sau:
Hàm dòng củ a dòng chả y không bị nhiễ u loạ nψ 0 cầ n đ ư ợ c xác đ ị nh theo vậ n tố c tư ơ ng đ ố i trung bình hình họ c trong lư ớ i w∞
Bên trong dấu tích phân, cần thay thế hàm dòng của dòng cả mứ ng, được tạo ra bởi các xoáy phân bố trên cung cho trước, và được xác định theo công thức d1 = ( ) ln.
Bằ ng hàm dòng phứ c tạ p hơ n củ a dòng cả m ứ ng tạ o bở i các xoáy liên hợ p nằ m trên tấ t cả các cung củ a lư ớ i (hình 2-5). d 1 =
Trong đ ó rk: Khoả ng cách giữ a đ iể m z củ a dòng chả y mà tạ i đ ó xác đ ị nh hàm số dòng và đ iể m s trên cung thứ k củ a lư ớ i.
Tổ ng vô cùng của các lôgarit có thể được thay thế bằng tích vô cùng trong dấu lôgarit, và tích này có thể biểu thị bằng hàm lượng giác Cuối cùng, hàm dòng trong trường hợp lưới của các cung có chiều dài dây cung L0 = 1 khi bước tương đối T0.
= T/Lđ ư ợ c xác đ ị nh bằ ng biể u thứ c
Ký hiệ u biể u thứ c trong că n là K 2 , ta có
∫ (2-9) Đ áp số chung củ a phư ơ ng trình tích phân (2-53) dư ớ i dạ ng thông số là γ(s) = f(T 0 , S, , o ,w ∞ x ,w y ,C * ) Thay vào phư ơ ng trình (2-54) ta đ ư ợ c
Trong đ ó C * là hằ ng số tích phân bấ t kỳ , hằ ng số này có thể xác đ ị nh bằ ng cách dùng đ ị nh đ ề Traplư gin thể hiệ n qua công thứ c (2-49).
Ký hiệu α1 là góc đặt cánh gần đúng nhất lấy bằng ∞, được xác định giữa trụ cột lưới và hướng vận tốc W ∞ Sự nhiễu loạn chảy bao quanh trước do hệ thống xoáy liên hợp ở tất cả các cung còn lại của lưới gây ra, làm cho góc đặt khác biệt.
Cuố i cùng biể u thứ c (2-55) có dạ ng
Công thứ c (2-57) là đ áp số củ a phư ơ ng trình tích phân.
Theo đề nghị của I.N Voznhexenxki, V.F Pekin và N.A Koloconxov đã hoàn thành hệ thống tính toán cho các cung với điều kiện phụ thêm là góc tối bằng không Điều kiện này được gọi là vào không va và được diễn đạt bằng biểu thức.
Điều kiện này sẽ cải thiện chất lượng xâm thực và năng lực của công tác tố thở, đồng thời giảm bớt khối lượng công việc tính toán một cách đáng kể.
Khi đ ó đ áp số củ a phư ơ ng trình (2- 53) có dạ ng
Tìm hàm số ϕ 1 ,ϕ 2 bằ ng cách tích phân phư ơ ng trình (2-8) sẽ dẫ n đ ế n hệ thố ng (n +
2) phư ơ ng trình tuyế n tính vớ i (n + 2) ẩ n số trong (n + 2) đ iể m củ a cung Ngư ờ i ta đ ã tính toán xong vớ i n = 4,6,8.
Giải các phương trình hàm dòng với các giá trị khác nhau của bước lưới tương đối T/L, góc đặt cánh và góc đặc trưng cho độ cong của profin cho thấy rằng hàm L*(T/L) = 1/(Wtb,L,o) ít phụ thuộc vào góc o Với các giá trị o nhỏ, đại lượng (Wtb,L,o) tỷ lệ với lưu số 1 Hình 2-7 minh họa các đường cong để xác định giá trị hàm L* phụ thuộc vào bước lưới tương đối T/L tương ứng với các giá trị khác nhau của profin trong lưới.
Vớ i 35 ÷ 40 0 và 0 20 ÷ 26 0 Đ ố i vớ i bơ m, đ ạ i lư ợ ng luôn dư ơ ng.
Khi < (35 0 –40 0 ), gầ n đ úng có thể coi rằ ng chỉ phụ thuộ c vào T 0 và o
Khi góc > 45 độ, các giá trị liên quan đến cánh và các tiết diện gần bầu cánh bánh công tác sẽ lớn hơn Việc tính toán lưới cánh theo phương pháp Vonznhexenski-Pekin cần xác định sơ bộ các thông số kết cấu chính của phần dẫn dòng và các tam giác vận tốc Trước khi xây dựng đường nhân profin hoàn chỉnh, cần tính bổ sung độ cong để đảm bảo rằng đặc tính tổng hợp của lưới profin có độ dày không chênh lệch nhiều so với đặc tính của lưới tính toán Giá trị độ cong bổ sung cho profin có thể xác định theo biểu đồ trong hình 2-10.
Trên đ ồ thị : ∆f =∆f/L Đ ộ cong tư ơ ng đ ố i tính bổ sung thêm củ a cung tư ơ ng đ ư ơ ng so vớ i cung tính toán.
Hình 3-3 (tiế p) Biể u đ ồ quan hệ ∆ = f T ( 0 , ) ứ ng vớ i các đ ộ cong 0 khác nhau
Vớ i f = f tđ - f tt : Đ ộ cong tính bổ sung thêm củ a cung tư ơ ng đ ư ơ ng so vớ i cung tính toán
C= max /L: Đ ộ dày tư ơ ng đ ố i lớ n nhấ t củ a prôfin
2 = 90 o - 2 : Góc tạ o bở i phư ơ ng củ a vậ n tố cW 2 và trụ c lư ớ iz
= arctg(W/W ) Đ ạ i lư ợ ng ∆f liên hệ vớ i đ ộ cong củ a cung bằ ng: tg f
∆ C L arctg f o (2-17) Đ ộ cong củ a cung tư ơ ng đ ư ơ ng: β tđ = βo + ∆βo (2-18) Trong đ ó: βo- Đ ộ cong tính toán.
Chiề u dài cung và bán kính cong củ a cung tư ơ ng đ ư ơ ng đ ư ợ c xác đ ị nh bằ ng các biể u thứ c: ltđ = 0,0175 Lβ tđ /sinβ tđ (2-19)
Hình 3-4 Các đ ư ờ ng cong biể u diễ n quan hệ phụ thuộ c củ a L* vào bư ớ c lư ớ i tư ơ ng đ ố i T/L và góc đ ặ t củ a prôfin.
Cung tư ơ ng đ ư ơ ng là prôfin với chiề u dày mỏ ng lớn, đóng vai trò là đ ư ờ ng nhân của prôfin Để xác định độ dày của prôfin, cần áp dụng quy luật phân bố độ dày của các mẫu prôfin có đặc tính động học tốt, dựa trên chiề u dày tối đa cho trước để tính toán độ dày cho cung tư ơ ng đ ư ơ ng.
Xâu các prôfin lạ i vớ i nhau theo quy luậ t xác đ ị nh ta sẽ nhậ n đ ư ợ c lá cánh hoàn chỉ nh.
∆ C L arctg f o (2-62) Đ ộ cong củ a cung tư ơ ng đ ư ơ ng: β tđ = β o + ∆β o (2-63)
Chiề u dài cung và bán kính cong củ a cung tư ơ ng đ ư ơ ng đ ư ợ c xác đ ị nh bằ ng các biể u thứ c: ltđ = 0,0175 Lβ tđ /sinβ tđ (2-64)
TÍNH TOÁN CÁNH BÁNH CÔNG TÁC THEO PHƯ Ơ NG PHÁP VOZNHEXENSKI- PEKIN
Tính toán và chọ n các thông số cơ bả n
Đ ể tính toán thiế t kế cánh bánh công tác bơ m hư ớ ng trụ c cầ n cho trư ớ c các thông số sau:
Tỷ số đ ư ờ ng kính bầ u đ ư ợ c chọ n dự a trên quan hệ : d = 26,8 n s - 0,603
Và có thể chọ ntham khả o đ ồ thị d = f(K Htư ) ở hình 1- 6.
* Đ ư ờ ng kính bánh công tác Đ ư ờ ng kính bánh công tác chọ n theo thành phầ n vậ n tố c hư ớ ng trụ cVz
Giá trị tố i ư u củ a vậ n tố c Vz chọ n theo công thứ c củ a S.S Rutnhep.
Vậ n tố c hư ớ ng trụ c xác đ ị nh theo công thứ c:
D: Đ ư ờ ng kính bánh công tác (m).
Số vòng quay n khôngđ ư ợ c vư ợ t quá số vòng quay cho phépđ ể bơ m làm việ c không xả y ra xâm thự c.
Số vòng quay làm việ c xác đ ị nh từ biể u thứ c tính hệ số xâm thự c đ ặ c trư ng:
Từ biể u thứ c trên ta suy ra:
Trong đ ó: n : Số vòng quay củ a bơ m tính v/ph.
* Tính h ệ số lư u lư ợ ng
3.2.2 L ự a chọ n thông số kế t cấ u v à tính các thông s ố thuỷ lự c
* M ậ t đ ộ d ãy cánh (L/T) D ở tiế t diệ n ngo ài biên c ủ a cánh
(L/T) D ở tiế t diệ n ngoài biên thư ờ ng đ ư ợ c chọ n theo bơ m mẫ u cóns gầ n nhấ t Vớ i trư ờ ng hợ p không có bơ m mẫ u, thì (L/T) D có thể chọ n theo đ ồ thị(hình 2-2).
Mậ t đ ộ dãy cánh tố i thiể u cho phép củ a lư ớ i đ ư ợ c xem xét trên cơ sở đ ồ thị Howell (hình 2-3) phụ thuộ c vào góc ngoặ t dòng
Trong đ ó: β 1 và β 2 - Góc củ a vậ n tố c tư ơ ng đ ố i trư ớ c và sau lư ớ i vớ i trụ c u.
(L/T) b đ ư ợ c chọ n tư ơ ng tự như cánh chọ n củ a (L/T) D , thư ờ ng lấ y theomẫ u
Sau khi chọn mật độ cho tất cả các tiết diện, cần xây dựng quy luật biến đổi của mật độ phụ thuộc vào bán kính Ri của tiết diện Quy luật này được hiệu chỉnh khi xâu cánh.
Số lá cánh Z 1 chọ n từ 2 đ ế n 7 lá, thư ờ ng các cánh bánh công tác có n s từ 1000v/ph –1200v/ph chọ n từ 2 đ ế n 4 lá.
* Xây d ự ng tam giác vậ n tố c
Tam giác vận tốc được xây dựng dựa trên các thông số đã chọn của bơm, bao gồm đường kính bánh công tác D, đường kính bầu số vòng quay n, và số lá cánh của cánh bánh công tác Z1.
Thành phầ n vậ n tố c V 1u (hay còn gọ i là vậ n tố c vòng ) trư ớ c bánh công tác trong trư ờ ng hợ p dòng vào không xoáy có giá trị bằ ng không.
Khi đ ó phư ơ ng trình cơ bả n củ a máy cánh dẫ n có dạ ng:
V2u: Thành phầ n vậ n tố c vòng trung bình sau bánh công tác.
Thành phầ n vậ n tố c hư ớ ng trụ c trungbình xác đ ị nh bằ ng:
Thành phầ n vậ n tố c vòng V 2u xác đ ị nh từ phư ơ ng trình:
Góc củ a dòng chả y khi ra khỏ i bánh công tác bằ ng:
Góc ngoặ t củ a dòng chả y khi chuyể n đ ộ ng qua lư ớ i:
Vậ n tố c tư ơ ng đ ố i ở lố i vào củ a bánh công tác:
Vậ n tố c tư ơ ng đ ố i ở lố i ra củ a bánh công tác:
Vậ n tố c tuyệ t đ ố i ở lố i ra củ a bánh công tác:
Thành phầ n vậ n tố c vòng củ a dòng song phẳ ng:
Góc củ a dòng song phẳ ng:
Vậ n tố c củ a dòng song phẳ ng:
Xác định các thành phần vận tốc cho phép xây dựng tam giác vận tốc của dòng chất lỏng tại lối vào và lối ra của bánh công tác.
Dây cung prôfinở các tiế t diệ n xác đ ị nh theo quan hệ :
Trong bước tính gần đúng đầu tiên, giả thiết rằng dây cung profin xếp nghiêng một góc với trụ lưới, từ đó có thể xây dựng lưới các dây cung và xác định được kích thước của lưới cánh.
Hình chiế u dây cung profin theo phư ơ ng hư ớ ng trụ c bằ ng:
Hình chiế u dây cung profin theo phư ơ ng vòng:
Chiề u dày tư ơ ng đ ố i lớ n nhấ t củ a profin:
Chiều dày lá cánh có ảnh hưởng lớn đến đặc tính xâm thực của bơm Để tăng khả năng chống xâm thực, chiều dày tối đa của profin càng lớn càng tốt.
Bầu bánh công tác có hai dạng chính là trụ và côn, trong đó bầu cánh dạng côn được minh họa trong hình 2-9 Kích thước của bầu cánh dạng côn được lựa chọn dựa trên các tiêu chí cụ thể.
Hình 3-6 a) Sơ đ ồ tiế t diệ n kinh tuyế n củ a bánh công tác vớ i bầ u cánh dạ ng côn b) Sơ đ ồ lư ớ i profin cánh.
Khe hở giữ a cánh bánh công tác và vành mòn lấ y bằ ng 1/1000 đ ư ờ ng kính cánh bánh công tác:
Tính lư ớ i cung mỏ ng ở 5 tiế t diệ n
Tính lư ớ i prôfin cánh cho 5 tiế t diệ n Bán kính củ a các tiế t diệ n đ ư ợ c chọ n như sau:
Các tiế t diệ n còn lạ iR i lấ y trung bình giữ a các tiế t diệ n.
Hiệ u suấ tthuỷ lự c lấ y giả m dầ n về phía tiế t diệ n biên.
Cộ t áp tính toán củ a tấ t cả các tiế t diệ n lấ y bằ ng:
Các công thứ c cơ bả n và trình tự tính toán các tiế t diệ n đ ư ợ c cho dư ớ i dạ ng bả ng. Đ ạ i lư ợ ngL* = f(T o , 1 )xác đ ị nh theo hình 2-7
Góc∆α = f(β0,To ) tính tớ i ả nh hư ở ng củ a tấ t cả các profin khác trong lư ớ i xác đ ị nh theo hình 2-6.
Khi chuyể n từ cung mỏ ng tính toán sang cung tư ơ ng đ ư ơ ng phả i thêm vào đ ộ cong βocủ a cung tính toán mộ t lư ợ ng∆βoxác đ ị nh theo đ ồ thị hình 2-8.
Kế t quả tính toán nhậ n đ ư ợ c gócβ tđ đ ặ c trư ng cho đ ộ cong củ a cung tư ơ ng đ ư ơ ng. Bán kính và chiề u dài cung tư ơ ng đ ư ơ ng xác đ ị nh bằ ng:
Rtđ = L/2sinβ tđ (2-105) ltđ = 0,0175Lβ tđ /sinβ tđ (2-106)
Hình 3-7Sơ đ ồ xác đ ị nh các thông số hình họ c củ a cung tư ơ ng đ ư ơ ng.
Đ ắ p chiề u dày cánh
Sau khi xây dựng đường nhân profin, để đạt được profin có chiều dày hữu hạn, cần áp dụng độ dày trên đường nhân theo quy luật phân bố độ dày của một profin mẫu có đặc tính năng lượng và hiệu suất tốt Thường sử dụng biên dạng profin VIGM 420 làm profin mẫu.
Bả ng3.1 Tọ a đ ộ tư ơ ng đ ố i củ a profin VIGM 420
TÍNH CÁNH HƯ Ớ NG THEO PHƯ Ơ NG PHÁP VOZNHEXENSKI- PEKIN
Xác đ ị nh các thành phầ n củ a tam giác vậ n tố c
Sau cánh dẫ n hư ớ ng vậ n tố c vòng (theo phư ơ ngu ) cầ n phả i bằ ng không.
Các thông số củ a dòng chả y trư ớ c lố i vào cánh hư ớ ng phả i bằ ng các thông số tư ơ ng ứ ng sau bánh công tác
Góc củ a dòng tuyệ t đ ố i ở lố i vào củ a cánh hư ớ ng
Góc ngoặ t củ a dòng chả y khi qua lư ớ i cánh hư ớ ng
Vậ n tố c củ a dòng không nhiễ u
Góc củ a dòng không nhiễ u αa∞= arctg 2Vz/ Va1u (2-113)
Xác đ ị nh số lá cánh Z 2 củ a cánh dẫ n hư ớ ng và mậ t đ ộ củ a lư ớ i cánh hư ớ ng
Số lá cánh củ a cánh dẫ n hư ớ ng xác đ ị nh bằ ng công thứ c (2-45)
Số lá cánh của cánh dẫn hướng không được bằng hoặc là bội số của số lá cánh bánh công tác Độ mau L/T của lưới prôfin cánh hướng chọn theo đồ thị L/T = f(KHtư).
2và đ ồ thị khâuel hình 2-3 tư ơ ng tự như đ ố i vớ i cánh bánh công tác.
Về phương diện công nghệ, chiều cao cánh hướng trong mặt phẳng kinh tuyến thường lấy theo tiết diện có chiều cao cánh hướng lớn nhất, với tiết diện sát buồng cánh hướng.
Chiề u dày prôfin cánh hư ớ ngtính toán cho mỗ i tiế t diệ n và lấ y càng nhỏ càng tố t phù hợ p vớ i công nghệ chế tạ o.
Khoả ng cách giữ a hai lư ớ i cánh (cánh bánh công tác và cánh hư ớ ng) lấ y bằ ng: χ = ( 0,10÷0,15 ) L1 (2-115)
L1: Chiề u dài dây cung củ a bánh công tác lư ớ i thứ nhấ t
TỔ NG HỢ P CÁC BƯ Ớ C TÍNH TOÁN CÁNH THEO PHƯ Ơ NG PHÁP VOZNHEXEMSKI- PEKIN
Trình tự các bư ớ c tính toán cánh bánh công tác theo phư ơ ng phápVonznhexenski– Pekin đ ư ợ c tổ ng hợ p thành 60 bư ớ c cho ở bả ng 2-3.
Bả ng3.2 Các bư ớ c tính toán theo phư ơ ng pháp Vonznhexenski – Pekin
STT Nộ i dung tính toán Đ ơ n vị tính Ghi chú
I Các thông số cơ bả n
STT Nộ i dung tính toán Đ ơ n vị tính Ghi chú
II Tính gầ n đ úng lầ n thứ nhấ t
STT Nộ i dung tính toán Đ ơ n vị tính Ghi chú
III Tính gầ n đ úng lầ n thứ hai
IV Tínhả nh hư ở ng chiề u dày
STT Nộ i dung tính toán Đ ơ n vị tính Ghi chú
TRÌNH BÀY,Đ ÁNH GIÁ VÀ KẾ T LUẬ N CÁC KẾ T QUẢ
Bơ m mô hình MH12
Cánh công tác bơ m mô hình MH12
Dựa trên lý thuyết và phương pháp nghiên cứu đã đề cập ở chương 3, bộ dẫn dòng của bơm đã được thiết kế và chế tạo Cánh công tác của bơm mô hình MH12 được thiết kế bằng phương pháp Vô zơ nhexenski – Pêkin Kết quả tính toán cánh công tác cho thấy hiệu suất và tính năng hoạt động của bơm đạt yêu cầu kỹ thuật đề ra.
Bả ng4.1 Tính toánprofin cánh công tác bơ m mô hình MH12
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
II Tính gầ nđ úng lầ n thứ nhấ t
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
III Tính gầ nđ úng lầ n thứ hai
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
IV Tínhả nh hư ở ng chiề u dày
Tiế n hành đ ắ p đ ộ dày profil trên cơ sở các đ ư ờ ng nhân Profil đ ã xây dự ng ở trên Tiế t diệ n 1:
Dựa trên các bản tính toán, chúng ta tiến hành xây dựng đường nhân các profil, điều chỉnh độ dày và xây dựng cánh công tác, đồng thời kiểm tra các mặt cắt để đảm bảo cánh cong đều và không bị cong vỏ đỗ hay tồn tại các mặt cắt kỳ dị Các bản vẽ thiết kế được trình bày dưới đây Từ các bản vẽ thiết kế cánh, chúng ta sẽ xây dựng các bản vẽ dưỡ ng cánh công tác bơm mô hình MH12 Tiến hành chế tạo dưỡ ng cánh bằng nhựa dẻo theo tỷ lệ 1:1 từ bản vẽ dưỡ ng Các bản vẽ thiết kế và xây dựng dưỡ ng cánh cũng được trình bày dưới đây.
Hình4-1Bản vẽ xây dựng đường nhân profilvà đắp độ dầybơmmôhìnhMH12 ỉ12.848 ỉ11.648 ỉ9.880 ỉ8.294 ỉ7.429
Bản vẽ xây dựng đường nhân và đắp độ dầy cá nh công tá c
CN Đ ề tài ThiÕt kÕ KiÓm tra
Họ và tê n Ký Ngày
Số lư ợ ng Kh.lư ợ ng Tỷ lệ
Kiểm tra Trung tâm Bơm
Viện bơm và thiết bị thủy lợ i
Má y bơm Mô hình MH12
Phạ m minh Đ ức Phạ m minh Đ ức Phạ m Vă n Thu Phạ m Vă n Thu
Hình4-2Bản vẽxâu cánh và kiểm tra tiết diệnbơmmôhìnhMH12
Bản vẽ xâu cá nh và kiểm tra tiết diện
CN Đ ề tài ThiÕt kÕ KiÓm tra
Họ và tê n Ký Ngày
Số lư ợ ng Kh.lư ợ ng Tỷ lệ
Kiểm tra Trung tâm Bơm
Viện bơm và thiết bị thủy lợ i
Má y bơ m Mô hình MH12
Phạ m minh Đ ứcPhạ m minh Đ ứcPhạ m Vă n ThuPhạ m Vă n Thu
Hình 4-3 Bả n vẽ xây dự ng dư ỡ ng cánh bánh công tác bơ m mô hình MH12
Hình 4-4 Mẫ u cánh bánh công tác bơ m mô hình MH12 đ ư ợ c chế tạ o từ eboxy và bộ t đ á
K iểm tra T ru n g tâm B ơm
V iện b ơm v à th iết b ị th ủ y lợ i
Cánh hư ớ ng bơ m mô hình MH12
Tư ơ ng tự vớ i cách tính bánh công tác, ta có kế t quả tính các thông số cơ bả n củ a cánh hư ớ ng ở lố i vào trong bả ng sau:
Bả ng4.2 Bả ng tính toáncác thông số cơ bả n cánh hư ớ ng dòng bơ m mô hình MH12 ST
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
II Tính gầ nđ úng lầ n thứ nhấ t
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
III Tính gầ nđ úng lầ n thứ hai
IV Tínhả nh hư ở ng chiề u dày
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
Dựa trên các tính toán đã thực hiện, tiến hành điều chỉnh độ dày, xây dựng cánh hướng và thực hiện các chỉnh sửa cần thiết Tiến hành điều chỉnh độ dày của profil dựa trên các yếu tố đã được xác định và cánh hướng đã thiết lập.
Các bả n vẽ thiế t kế đ ư ợ c trình bày dư ớ i đ ây
Bản vẽ xây dựng đư ờng nhân và đắp độ dầy cá nh hư ớ ng
Họ và tê n Ký Ngày
Số lư ợ ng Kh.lư ợ ng Tỷ lệ
Kiểm tra Trung tâm Bơm
Viện bơm và thiết bị thủy lợ i
Phạ m m inh Đ ức Phạ m m inh Đ ức Phạ m Vă n Thu Phạ m Vă n Thu
B ả n g 4Hình 4-5 Bản vẽ xây dựng đường nhân profil và đắp độ dầy cánh hướng bơm mô hình MH12
Hình4-6Bản vẽ xâu cánh và xây dựng dưỡng chế tạo cánh hướng bơm mô hình MH12
Bản vẽ xâu cá nh và x©y dùng d ì ng chÕ tạ o mẫu cá nh
CN Đ ề tài ThiÕt kÕ KiÓm tra
Họ và tê n Ký Ngày
Số lư ợ ng Kh.lư ợ ng Tỷ lệ
Kiểm tra Trung tâm Bơm
Viện bơm và thiết bị thủy lợ i
Má y bơ m Mô h ìn h MH12
Phạ m minh Đ ức Phạ m minh Đ ức Phạ m Vă n Thu Phạ m Vă n Thu
Hình 4- 7 Mẫ u cánh hư ớ ng bơ m mô hình MH12đ ư ợ c chế tạ o từ eboxy và bộ t đ á
Bơ m nguyên hình HT12000-3
Cánh công tác
Cánh công tácbơ m nguyên hình HT2000-3đ ư ợ cthiế t kế bằ ng phư ơ ng pháp
Vô zơ nhexenski –Pêkin Kế t quả tính toán cánh công tác như sau:
Bả ng4.3Tính toán profin bơ mHT12000-3
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
II Tính gầ nđ úng lầ n thứ nhấ t
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
III Tính gầ nđ úng lầ n thứ hai
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
IV Tínhả nh hư ở ng chiề u dày
Dựa trên bảng tính toán, chúng ta tiến hành điều chỉnh độ dày, xâu cánh công tác và thực hiện chỉnh sửa, kiểm tra các mặt cắt để đảm bảo cánh cong đều, không bị cong vỏ đỗ hay tồn tại các mặt cắt kỳ dị Các bản vẽ thiết kế được trình bày dưới đây.
Hình4-8Bản vẽ xây dựng đường nhân profilbơm nguyên hình
Bản vẽ xây dựng dư ỡ ng chế tạ o
CN Đ ề tài ThiÕt kÕ KiÓm tra
Họ và tê n Ký Ngày
Số lư ợ ng Kh.lư ợ ng Tỷ lệ
Kiểm tra Trung tâm Bơm
Viện bơm và thiết bị thủy lợ i
Phạ m minh Đ ức Phạ m minh Đ ức Phạ m Vă n Thu Phạ m Vă n Thu
Tiế n hành đ ắ p đ ộ dày profil trên cơ sở các đ ư ờ ng nhân Profil đ ã xây dự ng ở trên Tiế t diệ n 1:
Hình4-9Bản vẽđắp độ dầy vàkiểm tra tiết diện bánh công tácbơm nguyên hình HT12000-3
Bản vẽ đắp độ dầy và xâu cá nh, kiểm tra mặ t cắt
CN Đ ề tài ThiÕt kÕ KiÓm tra
Họ và tê n Ký Ngày
Số lư ợ ng Kh.lư ợ ng Tỷ lệ
Kiểm tra Trung tâm Bơm
Viện bơm và thiết bị thủy lợ i
Má y bơ m NGUYÊN hình ht 12000-3
Phạ m minh Đ ức Phạ m minh Đ ức Phạ m Vă n Thu Phạ m Vă n Thu
Bản vẽ đắp độ dầy và xâu cá nh, kiểm tra mặ t cắt
CN Đề tài ThiÕt kÕ KiÓm tra
Họ và tê n Ký Ngày
Số lượ ng Kh.lượ ng Tỷ lệ
Kiểm tra Trung tâm Bơm
Viện bơm và thiết bị thủy lợ i
Má y bơm NGUYÊN hình ht 12000-3
Phạ m minh Đức Phạ m minh Đức Phạ m Vă n Thu Phạ m Vă n Thu
Bản vẽ đắp độ dầy và xâu cá nh, kiểm tra mặ t cắt
CN Đề tài ThiÕt kÕ KiÓm tra
Họ và tê n Ký Ngày
Số lượ ng Kh.lượ ng Tỷ lệ
Kiểm tra Trung tâm Bơm
Viện bơm và thiết bị thủy lợ i
Má y bơm NGUYÊN hình ht 12000-3
Phạ m minh Đức Phạ m minh Đức Phạ m Vă n Thu Phạ m Vă n Thu
Bản vẽ đắp độ dầy và xâu cá nh, kiểm tra mặ t cắt
CN Đề tài ThiÕt kÕ KiÓm tra
Họ và tên Ký Ngày
Số lư ợ ng Kh.lư ợ ng Tỷ lệ
Kiểm tra Trung tâm Bơm
Viện bơm và thiết bị thủy lợ i
Má y bơm NGUYÊN hình ht 12000-3
Phạ m minh Đức Phạ m minh Đức Phạ m Vă n Thu Phạ m Vă n Thu
Bản vẽ xây dựng dưỡ ng cá nh công tá c
CN Đề tài ThiÕt kÕ KiÓm tra
Họ và tên Ký Ngày
Số lư ợ ng Kh.lư ợ ng Tỷ lệ
Kiểm tra Trung tâm Bơm
Viện bơm và thiết bị thủy lợ i
Má y bơm NGUYÊN hình ht 12000-3
Phạ m minh Đức Phạ m minh Đức Phạ m Vă n Thu Phạ m Vă n Thu
B ả n v ẽ đắp độ d ầy v à x âu c á n h , k iểm tra m ặt c ắt
K iểm tra T ru n g tâm B ơm
V iện b ơm v à th iết b ị th ủ y lợ i
Hình 4-10 Bả n vẽ xây dự ng dư ỡ ng cánh bánh công tác bơ m nguyên hình
Hình 4-11Dư ỡ ng cánh bánh công tác bơ m nguyên hình HT12000-3 đ ư ợ c chế tạ o từ nhự a dẻ o, bộ t đ á, eboxy và xi mă ng
Hình 4-12 Mẫ u cánh bánh công tác bơ m nguyên hình HT12000-3 đ ư ợ c chế tạ o từ eboxy và bộ t đ á, sơ n bả o về bên ngoài
Hình 4-13Cánh bánh công tác bơ m nguyên hình HT12000-3 đ ư ợ c chế tạ o theo mẫ u
Cánh hư ớ ng
Tư ơ ng tự vớ i cách tính bánh công tác, ta có kế t quả tính các thông số cơ bả n củ a cánh hư ớ ng ở lố i vào trong bả ng sau:
Bả ng4.4 Bả ng tính toán các thông số cơ bả n cánh hư ớ ng bơ m nguyên hình
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
II Tính gầ nđ úng lầ n thứ nhấ t
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
III Tính gầ nđ úng lầ n thứ hai
IV Tínhả nh hư ở ng chiề u dày
Các thông số cơ bả n Đ ơ n vị tính
Dựa trên các tính toán đã thực hiện, tiến hành điều chỉnh độ dày, xác định hướng và thực hiện các chỉnh sửa cần thiết Việc điều chỉnh độ dày profil sẽ được thực hiện dựa trên các yếu tố đã được xây dựng trước đó và xác định hướng cánh.
Các bả n vẽ thiế t kế đ ư ợ c trình bày dư ớ i đ ây
Bản vẽ thiết kế, đắp độ dầy và xâu cá nh
Họ và tê n Ký Ngày
Số lư ợ ng Kh.lư ợ ng Tỷ lệ
Kiểm tra Trung tâm Bơm
Viện bơm và thiết bị thủy lợ i c á n h h ư ớ n g d ò n g
Phạ m minh Đ ức Phạ m minh Đ ức Phạ m Vă n Thu Phạ m Vă n Thu
Hình4-14Bản vẽthiết kế, đắp độ dầy và xâu cánh hướng dòngbơm nguyên hình HT12000-3
Bản vẽ xây dựng dư ỡ ng cá nh
CN Đ ề tài ThiÕt kÕ KiÓm tra
Họ và tê n Ký Ngày
Số lư ợ ng Kh.lư ợ ng Tỷ lệ
Kiểm tra Trung tâm Bơm
Viện bơm và thiết bị thủy lợ i c á n h h ư ớ n g d ò n g
Phạ m minh Đ ức Phạ m minh Đ ức Phạ m Vă n Thu Phạ m Vă n Thu
Hình4-15Bản vẽ xây dựng dưỡng cánh hướng dòng bơm nguyên hình HT12000-3
Hình 4-16Dư ỡ ng cánh hư ớ ng dòng bơ m nguyên hình HT12000-3 đ ư ợ c chế tạ o từ nhự a dẻ o, bộ t đ á, eboxy và xi mă ng
Hình 4-17 Cánh hư ớ ng dòng bơ m nguyên hình HT12000-3 sau khi chế tạ o đ ư ợ c hàn vào buồ ng cánh hư ớ ng
Thiế t kế , chế tạ o bơ m mô hình MH12 và bơ m nguyên hình HT12000-3
Chế tạ o bơ m mô hình MH12
Bơm mô hình MH12 được lắp đặt trong bể thử, nhưng để phù hợp với mục đích thiết kế phục vụ chống ngập cho các thành phố ven biển, cần có kết cấu lắp đặt và vận hành đặc biệt khác với các trạm bơm thông thường Khi mực nước triều xuống thấp, hệ thống bơm sẽ được kéo lên bằng bộ kéo trụ vít M3 và nước có thể tự chảy Tuy nhiên, trong trường hợp mực nước thủy triều lớn kèm theo mưa gây ngập trong thành phố mà không thể tiêu tự chảy, cần đóng cửa van và vận hành bơm để tiêu nước từ trong thành phố ra biển hoặc cửa sông.
Kế t cấ u bơ m mô hình MH12 gồ m 02 phầ n chính:
Khung dàn bên ngoài có tác dụng chịu lực và dẫn hướng cho bơm mô hình, giúp nó có thể di chuyển lên xuống Để lắp đặt, cần sử dụng bộ kéo trục vít M3 Trong trường hợp cần nước tự chảy, bơm mô hình sẽ được kéo lên để hoạt động hiệu quả.
Khung dàn bên trong có 02 sàn được thiết kế hàn chắc chắn, đảm bảo độ vững chãi và trọng lượng tối thiểu để thuận lợi cho việc di chuyển Sàn tầng 1 được lắp bơm với bộ dẫn dòng, trong khi sàn tầng 2 được lắp động cơ 22 KW Toàn bộ hệ thống khung dàn lắp đặt bơm có thể nâng lên độ cao 2m nhờ bộ kéo trụ vít ở trên cùng của khung dàn bên ngoài Trong trường hợp cần thiết, nước sẽ được hạ xuống để bơm, và sẽ được bơm qua khoang hở ở tầng 2.
Hình 4-18 Bả n vẽ lắ p bơ m mô hình MH12
Hình 4-19 Bơ m mô hình MH12đ ư ợ c mô phỏ ng trên môi trư ờ ng 3D
Hình 4-20 Bả n vẽ bơ m mô hình MH12 lắ p trên khung giàn di đ ộ ng
Hình 4-21 Hìnhả nh bơ m mô hình MH12 trên bể thử
- Việ n Bơ m và Thiế t bị Thủ y lợ i
Chế tạ o bơ m nguyên hình HT12000-3
Dựa trên cấu trúc bơm mô hình MH12 và yêu cầu thực tế lắp đặt tại công trình, chúng tôi đã đưa ra thiết kế chi tiết và bản vẽ lắp, cùng với trình tự lắp đặt bơm nguyên hình HT12000-3.
V iện Bơm và T hiết bị Thủy lợ i
T rung tâm B ơm bo m HT 12 00 0-3 B? N V ? L? P
Thiết kế K h.lư ợ ng T ỷ lệ
C ác chi ti?t c?n d u ? c k i?m tra k? v? k ích thu ? c và dung sai d ?m b?o dúng yêu c?u k? thu?t ghi trên b?n v? ch? t?o.
1.Ð óng b ?c lót cánh hu ? ng vào tr? c.N ung nóng ? bi d ua.Ð ón g ch?t vào tr? c.L?p c? c ? bi dua. 2.Ép ? bi d? và c? c ? ,b?t ch ?t d ai ? c h ãm B ?t n?p c? c ? b ?ng bulong M 10.
Để điều chỉnh cầm cánh hướng xuống khoang tầng 2 qua lỗ 1328 trên nền tầng 3, cần thực hiện việc bắt so bù các bulong M27 để cố định cầm cánh hướng xuống tầng 2.
5 L?p kh? p n? i m ?m và c? d?nh c? m ? trên vào v? b? d? d? ng co b?ng bulong M 20.B ?t bulong n?n c? m v? b ? d? d? n g co và sàn t?ng 3 b ?ng bulong M 27.
6 Ð i?u ch?nh khe h? g i? a b ?c lót cánh hu ? ng và c? c ? tru ? t cánh hu ? ng d ?m b?o khe h? 0 ,5-1 (ph?i nh? ho n khe h? g i? a thành bu? ng bánh công tác và m ép n goài
B C T ).Ð ?m b?o kho?ng cách g i? a d?u tr? c và m ?t d u ? i b ?u cánh hu ? n g:340 ± 0 1
7 L?p B C T,b?t d ai ? c h ãm d?u tr? c.L?p chóp b?u B C T b ?ng bulong M 27.
8 B ?t bu? ng bánh công tác và bu? ng cánh hu ? ng b?ng b ulong M 24.
K i?m tra B C T quay nh? n hàng.K hông ch ?m thành v ? B ?t ch?t b ulo ng n?n M 2 7 trên sàn t?ng 2.
B ?t bulong M 27 trên b ích m i?ng hút c? a b o m v ? i h? th? ng ? ng dãn dòng v ào.H àn các gân d? b?ng tôn
Cần điều chỉnh cầu thang từ tầng 3 để đảm bảo khoảng cách giữa cầu thang và hai thành Dựng chắc chắn 70% liên kết giữa tay vịn cầu thang và trụ, sử dụng bulong M6 để điều chỉnh cân bằng và cố định hệ thống kéo cầu thang bằng bulong M27 trên sàn tầng 3.
3 1 B ulong chóp b?u bánh công tác C 35
5 1 B u? ng hu ? ng dòng vào G X 21-40
6 2 Ð ai ? c hãm d?u tr? c bánh công tác
22 1 C hóp duôi b?u cánh hu ? ng G X 21-40
23 1 Ð ?m làm kín m ?t dáy c? a van C ao su
26 1 Ð ?m làm kín m ?t bên c? a van C ao su
33 1 V òng làm kín lò xo
41 1 V òng làm kín lò xo n?p c? c ?
48 1 T hi?t b? kéo c? a van tr? c vít
S tt T ên chi ti?t S tandard V ?t li?u
Hình 4-22 Bả n vẽ lắ p bơ m nguyên hình HT12000-3
Hình 4-23 Mộ t số chi tiế t chính bơ m nguyên hình HT12000-3
KẾ T LUẬ N, KIẾ N NGHỊ VỀ NHỮ NG NGHIÊN CỨ U TIẾ P THEO
Các kế t luậ n rút ra sau khi thự c hiệ n luậ n vă n
Bơm mô hình MH12 và bơm nguyên hình HT12000-3 được thiết kế với các thông số phù hợp cho mục đích chống ngập tại các thành phố ven biển như Long An, Cần Thơ, Vũng Tàu, Cà Mau, Quy Nhơn, Nha Trang, Đà Nẵng, Hải Phòng Ngoài ra, sản phẩm còn có thể được áp dụng để tiêu úng cho các khu vực và thành phố lớn như Hà Nội.
Hồ Chí Minh…Bơ m có kế t cấ u đ ặ c biệ t vớ i ư u đ iể m gọ n nhẹ , dễ chế tạ o, tiế t kiệ m trong việ c xây dự ng công trình, nhà trạ m.
Phương pháp nghiên cứu bộ dẫn dòng trình bày trong luận văn này đã đạt được những kết quả phù hợp với kết cấu cũ, đặc biệt là số vòng quay đặc trưng của bơm Kết quả cũng cho thấy sự phù hợp khi so sánh với các mẫu bơm khác có số vòng quay đặc trưng gần giống với bơm MH12.
Chế tạ o thành công bộ dẫ n dòng, chế tạ o hoàn thiệ n và lắ p đ ặ t bơ m mô hình MH12 và bơ m nguyên hình HT12000-3
Phương pháp thiết kế cánh quạt mô hình MH12 được áp dụng theo phương pháp Vôzonhexenski – Pêkin, đã được sử dụng rộng rãi trong ngành chế tạo bơm cả trong nước và quốc tế, mang lại hiệu suất cao Cánh bơm mô hình MH12 được thiết kế dựa trên mẫu 2 – luận văn Tiến sĩ của Tiến sĩ Phạm Văn.
Thu, mẫ u 2 là mẫ u có 2 lá cánh đ ạ t hiệ u suấ t cao đ ã đ ư ợ c nghiên cứ u kỹ tạ i Việ n
Bơ mvà Thiế t bị Thủ y lợ i.
Kết quả của đề tài này đóng góp quan trọng trong nghiên cứu bơm hướng trục, đặc biệt là trong việc tối ưu hóa các thông số kết cấu như mật độ dẫn cánh và tỷ số bầu d Những nghiên cứu này giúp cải thiện hiệu suất bơm với lưu lượng lớn và cột nước thấp, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống bơm.
Kiế n nghị về các nghiên cứ u tiế p theo
Nghiên cứu nhằm sử dụng hiệu quả các công cụ phần mềm tiên tiến như Fluent, Ansys, và BladeGen để nâng cao hiệu suất nghiên cứu phần dẫn dòng của bơm, từ đó cải thiện hiệu suất hoạt động của bơm.
Phát triển và đưa ra phương pháp chế tạo chính xác hơn cho các mẫu cánh đã được thiết kế và tính toán Đảm bảo tối ưu hóa các thông số hình học và động học của phần dẫn dòng.
Bơm nguyên hình HT12000-3 có kích thước lớn và trọng lượng nặng, yêu cầu cấu trúc hợp lý để đảm bảo an toàn cho công trình Với thiết kế dạng hở, bơm cho phép phát triển các phần như hướng dòng, miệng hút và hệ thống xả bằng bê tông, từ đó giảm thiểu chi phí chế tạo và thuận lợi cho việc lắp đặt, bảo hành và sửa chữa Đặc biệt, các dòng bơm trụ đứng có khả năng xử lý lưu lượng lớn một cách hiệu quả.
Trên thế giới, nhiều công trình lớn đã được xây dựng bằng bơm ly tâm, trong đó nổi bật là các hãng bơm như EBARA từ Nhật Bản và KIRLOSKA từ Ấn Độ, sử dụng kết cấu bê tông cho các dự án này.
Hình 5-1 : Bơ m vớ i kế t cấ u bê tông đ ư ợ c sử dụ ng trên thế giớ i
Việc ứng dụng kết cấu mới cho bơm hướng trục ở Việt Nam một cách hợp lý sẽ giúp phát triển dòng bơm lưu lượng lớn, tiết kiệm thời gian và chi phí chế tạo, đồng thời mang lại thuận lợi trong việc lắp đặt, bảo hành và sửa chữa.
Hình 5-2 Hìnhả nh chế tạ o và lắ p đ ặ t bơ m vớ i kế t cấ u bê tông
1 Đ inh Ngọ c Ái, Đ ặ ng Xuân Thi, Nguyễ n Phư ớ c Hoàng, Phạ m Đ ứ c Nhuậ n
(1972), Thuỷ lự c và máy thuỷ lự c, tậ p 1 và 2; NXB-Đ HTHCN.
2 Trầ n Vă n Đ ắ c (2004),Thuỷ lự c đ ạ i cư ơ ng;Nhà xuấ t bả n giáo dụ c.
3 Trầ n Vă n Đ ắ c (2007), Lý thuyế t thế giả i hai bài toán chính củ a dãy cánh thuỷ đ ộ ng lự c họ c, dị ch từ TS CZIBERE TIBOR, Miskolc, Hunggari, 1965,
4 Võ Sỹ Huỳ nh, Đ ào Tấ n Lộ c (1976),Bơ mquạ t cánh dẫ n và tua bin nư ớ c, Đ ạ i họ c BKHN Hà Nộ i.
5 Lê Danh Liên, Võ Sỹ Huỳ nh (1977),Lý thuyế t cánh, NXB -Đ HTHCN.
6 Lê Danh Liên (1998), Lý thuyế t cánh, Giáo trình giả ng dạ y cao họ c, Đ ạ i họ c
7 Lê Danh Liên (2007), Lý thuyế t cánh, Trư ờ ng Đ HBK Hà Nộ i (Chư ơ ng trình nâng cao).
8 Lê Danh Liên (2007),Cơ họ c chấ t lỏ ng ứ ng dụ ng, NXBKH&KT.
Lê Danh Liên và Phạm Văn Thu (1996) đã thực hiện nghiên cứu về thiết kế cánh công tác và cánh dẫn hướng của bơm hướng trụ, được công bố trong Tạp chí Thông tin khoa học công nghệ Thú y, số 3 năm 1996 Nghiên cứu này đóng góp quan trọng vào lĩnh vực thiết kế và cải tiến hiệu suất của bơm trong ngành thú y.
10 Trầ n Sỹ Phiệ t, Vũ Duy Quang (1978), Thuỷ khí đ ộ ng lự c kỹ thuậ t, tậ p 1 và
11 TSKH Vũ Duy Quang (1998), Cơ họ c môi trư ờ ng liên tụ c, Đ ạ i họ c BKHN
Bùi Quốc Thái (2001) đã thực hiện nghiên cứu về các thông số kết cấu cánh hướng dòng, nhằm phân tích đặc tính làm việc của bơm hướng trục Luận án tiến sĩ kỹ thuật này được hoàn thành tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
13 Phạ m Vă n Thu (1996), Bơ m TLx-1, mộ t trạ m bơ m hư ớ ng trụ c đ ặ t nghiêng phù hợ p vớ i vùng nộ i đ ồ ng Việ t Nam, Thông tin khoa họ c công nghệ Thủ y lợ i- Số 3- 1996.
14 Phạ m Vă n Thu (1996-2001), Báo cáo đ ề tài nghiên cứ u thiế t kế và công nghệ chế tạ o bơ m có lư u lư ợ ng 36000m3/h, Việ n khoa họ c thuỷ lợ i, Bộ
15 Phạ m Vă n Thu (1997-2001), Báo cáo dự án đ iề u tra hiệ n trạ ng máy bơ m trạ m bơ m nguồ n cung ứ ng và giả i pháp phát triể n máy bơ m ở Việ t Nam,
Việ n khoa họ c thuỷ lợ i, Bộ NN&PTNT.
Báo cáo của Phạm Văn Thư (2001) trình bày các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả và an toàn cho các trạm bơm vừa và lớn, được thực hiện tại Viện Khoa học Thủy lợi thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn.
17 Công ty chế tạ o bơ m Hả i Dư ơ ng (2006), Các tài liệ u kỹ thuậ t.
18 Các số liệ u do các công ty khai thác công trình thuỷ lợ i các tỉ nh Hà Tây,
Nghệ An, Thanh Hoá, Nam Đ ị nh, Hà Nam, Bắ c Ninh cung cấ p.
19 Việ n tư ớ i tiêu Nhậ t Bả n (1991), Các thiế t bị Bơ m, tài liệ u kỹ thuậ t về tư ớ i tiêu.
20 Bộ nông nghiệ p và phát triể n nông thôn(2001), Nông nghiệ p Việ t Nam.
Quản lý nước và các công trình thủy lợi là chủ đề quan trọng được thảo luận tại hội nghị công tác thủy lợi khu vực đồng bằng Bắc Bộ và Bắc khu Bốn cũ năm 1999 Báo cáo này tập trung vào các vấn đề liên quan đến thủy lợi trong khu vực, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước và phát triển bền vững nông nghiệp.
22 A.A LÔMAKIN, Ngư ờ i dị ch: Lê Phú, Lê Duy Tùng, Đ ặ ng Xuân Thi
(1971),Bơ m li tâm và bơ m hư ớ ng trụ c, NXB-khoa họ c kỹ thuậ t.
Đỗ Hồng Vinh (2005) đã thực hiện nghiên cứu về ảnh hưởng của các thông số kết cấu của bánh công tác đến đặc tính làm việc lý thuyết của bơm hướmg trục, trong luận văn thạc sĩ kỹ thuật tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
Nguyễn Vũ Việt (2004) đã thực hiện nghiên cứu về mô hình tuabin hướng trục nhằm mở rộng phạm vi làm việc của tuabin hướng trục cột nước thấp, phục vụ cho các trạm thủy điện nhỏ tại Việt Nam Luận án tiến sĩ kỹ thuật của ông được thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
25 MOGUNOV Genandii Mikhailovich, Ngư ờ i dị ch: PGS.TS Lê Danh Liên
(2006), Xây dự ng phư ơ ng pháp tích phân tính toán dòng ba chiề u trong máy