Slide 1 CHƯƠNG 4A VẬN CHUYỂN CHẤT LỎNG 1 1 Khái quát 1 1 Khái niệm Bơm là thiết bị dùng để vận chuyển chất lỏng từ nơi này đến nơi khác 1 2 Phân loại bơm Dựa vào nguyên lý hoạt động ta chia bơm thành[.]
CHƯƠNG 4A VẬN CHUYỂN CHẤT LỎNG 1 Khái quát 1.1 Khái niệm Bơm thiết bị dùng để vận chuyển chất lỏng từ nơi đến nơi khác 1.2 Phân loại bơm Dựa vào nguyên lý hoạt động ta chia bơm thành loại: - Bơm thể tích - Bơm động lực - Bơm khí động a Bơm thể tích: Việc hút đẩy chất lỏng khỏi bơm nhờ thay đổi thể tích khơng gian làm việc bơm Do thể tích áp suất chất lỏng bơm thay đổi cung cấp lượng cho chất lỏng Việc thay đổi thể tích bơm do: - Chuyển động tịnh tiến (bơm Pittong) - Chuyển động quay ( bơm Roto) b Bơm động lực: Việc hút đẩy chất lỏng khỏi bơm nhờ chuyển động quay tròn bánh guồng bơm Khi động bánh guồng truyền cho chất lỏng tạo lượng cho dịng chảy c Bơm khí động: Việc hút đẩy chất lỏng nhờ thay đổi áp suất dịng khí chuyển động bơm tạo lượng cho dòng chảy - Bơm Ejector: Việc thay đổi áp suất dịng khí tạo lực lơi chất lỏng chuyển động dịng khí - Bơm thùng nén: Tạo áp suất bề mặt chất lỏng nhằm tạo cho chất lỏng cần thiết để chuyển động CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA BƠM 2.1 Năng suất bơm Là thể tích chất lỏng bơm cung cấp đơn vị thời gian Kí hiệu: Q Đơn vị: m3/s 2.2 Hiệu suất bơm Là đại lượng đặc trưng cho độ sử dụng hữu ích lượng truyền từ động đến bơm Kí hiệu: 2.3 Cột áp toàn phần bơm Là lượng riêng chất lỏng thu từ ống hút đến ống đẩy bơm bơm Là áp suất miệng ống đẩy Cột áp tồn phần khơng phụ thuộc vào độ nhớt khối lượng riêng chất lỏng Kí hiệu: H Đơn vị: m P2 2 Á p kế Hđ 2/ 2/ Z h Zđ Chân không kế 1/ 1/ P1 Z2 Hh Zh Z1 Mặtchuẩn Z = a Trường hợp 1: tốn thiết kế chọn bơm thích hợp Phương trình Bernoulli cho mặt cắt (1-1) (2-2): • : khối lượng riêng dịng lưu chất, kg/m3 • H : chiều cao cột áp tồn phần, m • hf = hms + hcb : tổng tổn thất đường ống hút đẩy, m • (z2 – z1): lượng (cột áp) dùng để khắc phục chiều cao nâng hình học, m • (p2 – p1)/ρg : lượng dùng để thắng lại chênh lệch áp suất mặt thống, m • (ω22 – ω12)/2g : lượng dùng để khắc phục động bể đẩy bể hút, m • hf : lượng bơm tạo để thắng lại tổng trở lực đường ống, m 10 4.5 Định luật tỉ lệ - Khi số vòng quay thay đổi suất áp suất thay đổi theo - Theo lý thuyết quan hệ đại lượng (lưu lượng Q, cột áp H, cơng suất N) với số vịng quay sau: Q1 n1 Q2 n H n1 H n2 N1 n1 N n2 Thực tế, quan hệ khơng hồn tồn mà thay đổi thông số bơm thay đổi 47 4.6 Đặc tuyến bơm ly tâm 48 Các thông số bản: suất Q, cột áp H, số vịng quay n, cơng suất tiêu thụ N hiệu suất bơm η Trong thực tế, suất bơm thay đổi hay áp suất chất lỏng thay đổi đại lượng khác thay đổi theo Về lý thuyết, ta tìm mối quan hệ đại lượng Q, H, N n theo định luật tỉ lệ, thực tế khơng hồn tồn Do người ta phải dựa vào thực nghiệm cách thay đổi độ mở van ống đẩy, đo độ thay đổi suất Q, áp suất P, công suất N tính hiệu suất tương ứng với số vòng quay Kết ta lập quan hệ (Q–N), (Q-H) (Q-) đồ thị Những đường cong biểu diễn mối quan hệ gọi đặc tuyến bơm 49 • Cách xây dựng đặc tuyến thực bơm thực nghiệm Ta dùng van ống đẩy để thay đổi lưu lượng từ đến Qmax Ứng với độ mở van ta 50 đo lưu lượng(Q) cột áp(H) - Đo lưu lượng Q: + Khi lưu lượng nhỏ: dùng thùng để đo chia cho thời gian tương ứng khối nước thùng + Khi lưu lượng lớn: dùng thiết bị đo như: Ventury, màng chắn, ống Pito đặt trực tiếp ống đẩy lưu tốc kế để đo - Đo cột áp H: Dùng chân không kế áp kế đặt trước sau bơm áp dụng phương trình Bernoully viết cho mặt cắt đặt đồng hồ đo áp suất tính H theo cơng thức: ( pd ph ) (d2 h2 ) H ( zd zh ) g 2g 51 4.7 Đặc tuyến mạng ống điểm làm việc bơm Khi chọn bơm điều kiện làm việc, đặc tuyến bơm ta phải dựa vào đặc tuyến mạng ống Như bơm chọn thích hợp với trở lực đường ống Đặc tuyến mạng ống biểu thị mối quan hệ lưu lượng cột áp cần thiết (Ho) Cột áp tính tổng chiều cao hình học mà chất lỏng cần đưa lên chiều cao z, tổng trở lực đường ống hf độ chênh lệch áp suất hai đầu ống hút ống đẩy (P2–P1)/g Phương trình Ho = C + KQ2 gọi đặc tuyến mạng ống Trong đó: P2 P1 C z g Ltd 16 K D D g 52 * Nếu tăng suất lên Q3 > Q1 áp suất bơm tạo nhỏ áp suất cần thiết bơm phải đạt để thắng trở lực mạng ống Do bơm khơng làm việc Điểm làm việc bơm * Nếu giảm suất xuống Q2 < Q1 bơm tạo áp suất lớn trở lực mạng ống Các van đường ống đóng bớt để tăng trở lực, không bơm tự động tăng Q H đến điểm M 53 4.8 Ghép bơm a Ghép bơm song song Ghép song song bất lợi trở lực đường ống lớn Nó thích hợp với mạng ống đơn giản (trở lực nhỏ) Lúc đặc tuyến mạng ống đường nét đứt suất QI-II tăng lên 54 b Ghép bơm nối tiếp Ghép bơm nối tiếp lưu lượng tăng từ Q1 lên Q Tuy nhiên không đáng kể cột áp tăng từ H1 lên H H