BÁO CÁO THỰC HÀNH KĨ THUẬT THỰC PHẨM 2 BÀI THỰC HÀNH BƠM VÀ GHÉP BƠM LY TÂM

Việc hiểu nguyên lý hoạt động và đặc trưng của một bơm ly tâm là điều quan trọng cốt lõi đối với bất kì sinh viên công nghệ nào.. Bơm ly tâm chuyển năng lượng cung cấp từ motor hoặc tuab

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

 BÁO CÁO THỰC HÀNH KĨ THUẬT THỰC PHẨM 2 BÀI THỰC HÀNH: BƠM VÀ GHÉP BƠM LY TÂM

2 GIỚI THIỆU:

Bơm ly tâm là loại máy vận chuyển chất lỏng thông dụng nhất trong công nghiệp hoá chất Việc hiểu nguyên lý hoạt động và đặc trưng của một bơm ly tâm là điều quan trọng cốt lõi đối với bất kì sinh viên công nghệ nào

Bơm ly tâm chuyển năng lượng cung cấp từ motor hoặc tuabin để chuyển thành năng lượng động học (động năng) và sau đó chuyển thành năng lượng áp suất chất lỏng mà đang được bơm Các biến đổi năng lượng xuất hiện do tác dụng cùa 2 phần chính của bơm, cánh guồng và buồng xoắn ốc hay bộ khuếch tán Bánh guồng là bộ phận quay mà truyền năng lượng do động cơ cung cấp thành năng lượng động học Bộ xoắn ốc hay bộ khuếch tán là

bộ phận tĩnh mà chuyển năng lượng động học thành thế năng (áp suất) Tất cả các dạng năng lượng liên quan đến hệ thống chuyển động chất lỏng được diễn tả trong các thuật ngữ cột áp (chiều cao cột chất lỏng)

Chất lỏng quá trình đi vào đầu hút và sau đó vào mắt (tâm) của cánh guồng Khi bánh guồng chuyển động, nó quay chất lỏng đặt vào khoảng trống giữa các cánh đi ra ngoài và tạo ra gia tốc ly tâm Khi chất lỏng rời tâm cánh guồng, một vùng áp suất thấ được tạo ra làm cho chất lỏng bên ngoài tràn vào Vì dạng cách guồng là cong, chất lỏng được đẩy tiếp tuyến và theo hướng xuyên tâm do lực ly tâm Tác động của lực này bên trong bơm giống như lực mà giữ nước trong cái gàu mà đang quay ở đầu dây

Ý tưởng chủ đạo là năng lượng được tạo ra bởi lực ly tâm là năng lượng động học

Lượng năng lượng cung cấp cho chất lỏng thù tỷ lệ với vận tốc ở gờ hay cánh đuôi của cánh guồng Cánh guồng càng quay nhanh hay cánh guồng càng lớn thì vận tốc cao hơn ở cánh đuôi cánh guồng càng lớn và năng lượng cung cấp cho chất lỏng càng lớn Năng lượng động học này của chất lỏng thoát ra khỏi cánh guồng được sử dụng bằng cách tạo ra môt trở kháng đối với dòng Trờ kháng đầu tiên được tạo ra với bộ xoắn ốc của bơm (vỏ bơm) mà hãm chất lỏng làm cho nó chuyển động chậm lại Trong đầu đẩy, chất lỏng giảm tốc hơn nữa và vận tốc của nó được chuyển thành áp suất của nó theo nguyên lý Bernoulli Ghép bơm là vấn đề cần thiết và quan trọng trong công nghiệp bởi vì nó mang lại

nhiều lợi ích và đáp ứng được nhu cầu thực tế cần thiết Cho nên trong bài thí nghiệm này chúng ta sẽ làm thí nghiệm và nghiên cứu khi chúng ta ghép 2 bơm nối tiếp, song song với nhau thì các thông số kỹ thuật của hệ thống ghép bơm thay đổi như thế nào so với lý

thuyết

3.MỤC ĐÍCH CỦA THÍ NGHIỆM:

- Xác định cột áp toàn phần, công suất và hiệu suất của bơm ly tâm bằng cách đo đạt các thông số khi thay đổi lưu lượng của chất lỏng (năng suất bơm)

- Xây dựng đặc tuyến mạng ống để xác định điểm làm việc của bơm

- Xây dựng đặc tuyến và tìm điểm làm việc của hệ 2 bơm ghép nối tiếp

- Xây dựng đặc tuyến và tìm điểm làm việc của hệ 2 bơm ghép song song

4.CƠ SỞ LÝ THUYẾT

4.1 Các thông số đặc trưng của bơm

4.1.1 Năng suất

Năng suất của bơm là thể tích chất lỏng mà bơm cung cấp được trong một đơn vị thời gian

Ký hiệu: Q Đơn vị tính: m3/s, 1/s, 1/ph,

4.1.2 Cột áp toàn phần

Cột áp toàn phần là áp suất của chất lỏng tại miệng ra của ống đẩy Nó được tính như sau:

H = (Chênh lệch cột áp tĩnh + Chênh lệch cột áp động + Chênh lệch chiều cao hình học)

H = , (m)

Chênh lệch áp tĩnh:

Trong đó:

: áp suất chất lỏng tại đầu ra, Pa

: áp suất chất lỏng tại đầu vào, Pa

Chênh lệch cột áp động:

Trong đó:

: là vận tốc tại đầu ra, m/s

: là vận tốc tại đầu vào, m/s

Chênh lệch chiều cao hình học:

, (m)

Trong đó:

: chiều cao hình học tại đầu ra, (m)

: chiều cao hình học tại đầu vào, (m)

4.1.3 Công suất cung cấp

Công suất động cơ cung cấp đối với bơm được tính như sau:

Trong đó:

n: tốc độ vòng quay của bơm, vòng/phút

t: moment xoắn của trục, N.m

4.1.4 Hiệu suất bơm:

Hiệu suất của bơm được tính như sau:

Trong đó:

công suất thuỷ lực tác động tới chất lỏng, có thể được tính như sau:

Trong đó:

Q: lưu lượng chất lỏng, m3/s

4.2 Đặc tuyến của bơm ly tâm

4.2.1 Đặc tuyến thực của bơm

Hình 15.2: Đặc tuyến của bơm ở một tốc độ bơm không đổi

Đường H – Q biểu diễn mối quan hệ giữa cột áp toàn phần và lưu lượng Khi cột áp toàn phần giảm khi lưu lượng tăng và ngược lại

Đường – Q biểu diễn mối quan hệ giữa công suất cung cấp cho bơm và lưu lượng qua

bơm Ngoài vùng hoạt động tối ưu của bơm đường này trở nên phẳng, do một sự thay đổi lớn công suất chỉ tạo ra một sự thay đổi nhỏ về vận tốc của dòng

Đường E – Q biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất va lưu lượng bơm Đối với một bơm nào đó thì nó sẽ đạt hiệu suất tương ứng với năng suất nào đó

4.3 Đặc tuyến mạng ống

Đặc tuyến mạng ống là đường cong biểu diễn mối quan hệ

Trong đó:

Q: lưu lượng, m3/s

: tổn thất cột áp khi chất lỏng chuyển động trong ống dẫn, (m)

Trong đó:

áp suất đầu vào và đầu ra của ống, N/m2

chiều cao đầu vào và đầu ra của ống, m

L: chiều dài ống (sinh viên tự đo), m

d: đường kính trong của ống (ɸ27, m

hệ số ma sát, sinh viên tính toán theo số liệu chuyển động của lưu chất trong hệ thống đường ống

khối lượng riêng của lưu chất, kg/m3

tổng hệ số trở lực cục bộ của ống

5.TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

 Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Thí Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1nghiệm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 11: Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Xác Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1định Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1các Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1thông Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1số Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1đặc Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1trưng Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1của Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1bơm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 11

1 Xác định các đại lượng

60 =¿0.000167 (m s3)

P đẩy=1.76(cm kg2) = 172597.04 Pa

P hút=−0.095 (cm kg2) = -9316.32 Pa

1 cm kg2 = 98066.5 Pa

 Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Đặc Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1tuyến Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1thực Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1của Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1bơm

Trong đó:

H s=P out−P¿

ρgg =

P đẩy−P hút ρgg =

172597.04 +9316.32 1000∗9.81 =18.544(m)

H v=v2

out−v2

¿

2 g =0 (m)

Vì: v2

out=v2

¿ (lưu lượng đầu vào và đầu ra là như nhau)

H e=z out−z¿=1.24−0.985=0.255(m)

H = H s+H v+H e ¿18.544+ 0.255=18.799(m)

 Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Đặc Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1tuyến Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1mạng Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1ống

Trong đó:

C= p2−p1

ρgg +(z2−z1)=0

Vì: áp suất đầu vào và đầu ra tại quá trình khảo sát này đều đặt trong 1 thùng nên

p2−p1=0 và chiều cao đầu vào và đầu ra của ống cũng là như nhau nên z2−z1=0

K=( ∑ξ+λ l

d)π d1642 g

λ=0.0298

Do:

ℜ=VD

v =

Q

F∗D

v =

0.0167

π 0.02342

4

∗0.0234

0.81∗10−6 =11195.87

4000 < Re < 100000  Chế độ chảy xoáy

1.8∗log(ℜ)−1.5

2

=0.0298

l=2.88 m d=0.027−0.0018∗2=0.0234(m)

 K=(56+0.0298 2.88

0.0234)π∗0.0234164.2∗9.81=¿16445191.60

H mo=C +K Q2=0+16445191.60*0.0001672=0.456811(m)

Q (l/p) Q (m3/s)

-9316.32 172597.04

16445191.6

0 18.799 0.456811

-9806.65 166713.05 16342804.61 18.249 1.021425

-11767.98 160829.06 16279296.96 17.849 1.808811

-12748.65 149061.08

16234505.6

9 16.749 2.818491

-14709.98 141215.76 16200495.92 16.150 4.050124

-17651.97 127486.45

16173401.5

5 15.050 5.503449

-20593.97 117679.80 16151074.22 14.350 7.178255

-23535.96 98066.50 16132207.72 12.651 9.074367

-28439.29 78453.20

16115953.9

2 11.151 11.191635

-31381.28 58839.90 16101733.80 9.452 13.529929

Bảng 1: Bảng xử lý số liệu của Bơm 1

6.BIỂU ĐỒ

Ø Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Đặc Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1tuyến Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1thực Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1của Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Bơm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 11 Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1( Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1H Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1– Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Q Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1)

167 0.000

250 0.000

333 0.000

417 0.000

500 0.000

583 0.000

667 0.000

750 0.000

833 0.000

917

0.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

Biểu đồ biểu diễn đặc tuyến thực của Bơm 1

Q (m3/s)

Ø Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Đặc Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1tuyến Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1mạng Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1ống Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1của Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Bơm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 11 Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1( Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Hmo Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1– Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Q Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1)

167 0.000

250 0.000

333 0.000

417 0.000

500 0.000

583 0.000

667 0.000

750 0.000

833 0.000

917

0.000000 4.000000 8.000000 12.000000

16.000000

Biểu đồ biểu diễn đặc tuyến mạng ống của Bơm 1

Q (m3/s)

Ø Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Điểm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1làm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1việc Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1của Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Bơm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 11 Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1( Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Giao Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1điểm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1của Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1đường Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1H Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1– Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Hmo Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1)

0.000

167 0.000

250 0.000

333 0.000

417 0.000

500 0.000

583 0.000

667 0.000

750 0.000

833 0.000

917

0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

Biểu đồ biểu diễn điểm làm việc của Bơm 1

Q (m3/s)

 Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Thí Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1nghiệm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 12: Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Xác Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1định Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1các Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1thông Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1số Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1đặc Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1trưng Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1của Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1bơm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1nối Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1tiếp

Q (l/p) Q (m3/s) P hút (Pa) P đẩy (Pa) K H (m) Hmo (m)

30 0.000500 -15690.64 279489.53 18602131.73 30.345 4.650533

35 0.000583 -17651.97 264779.55 18602130.01 29.045 6.329891

40 0.000667 -20593.97 242224.26 18602128.59 27.046 8.267613 42.5 0.000708 -22555.30 227514.28 18602127.97 25.746 9.333359

45 0.000750 -23535.96 220649.63 18602127.39 25.146 10.46369

7

50 0.000833 -27458.62 196133.00 18602126.36 23.047 12.918143

55 0.000917 -31381.28 166713.05 18602125.45 20.448 15.630953

60 0.001000 -35303.94 130428.45 18602124.65 17.149 18.602125

65 0.001083 -37265.27 117679.80 18602123.94 16.050 21.831659

70 0.001167 -43149.26 61781.90 18602123.29 10.951 25.31955

7

Bảng 2: Bảng xử lý số liệu của Bơm nối tiếp

Ø Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Đặc Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1tuyến Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1thực Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1của Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Bơm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1nối Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1tiếp Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1( Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1H Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1– Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Q Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1)

0.000

500 0.000

583 0.000

667 0.000

708 0.000

750 0.000

833 0.000

917 0.001

000 0.001

083 0.001

167

0.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

Biểu đồ biểu diễn đặc tuyến thực của Bơm nối tiếp

Q (m3/s)

Ø Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Đặc Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1tuyến Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1mạng Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1ống Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1của Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Bơm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1nối Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1tiếp Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1( Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Hmo Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1– Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Q Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1)

0.000

500 0.000

583 0.000

667 0.000

708 0.000

750 0.000

833 0.000

917 0.001

000 0.001

083 0.001

167

0.000000 5.000000 10.000000 15.000000 20.000000 25.000000 30.000000

Biểu đồ biểu diễn đặc tuyến mạng ống của Bơm nối tiếp

Q(m3/s)

Ø Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Điểm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1làm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1việc Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1của Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Bơm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1nối Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1tiếp Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1 Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1( Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Giao Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1điểm Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1của Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1đường Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1H Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1– Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1Hmo Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm 1)

0.000

500 0.000

583 0.000

667 0.000

708 0.000

750 0.000

833 0.000

917 0.001

000 0.001

083 0.001

167

0.000 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000

Biểu đồ biểu diễn điểm làm việc của Bơm nối tiếp

Q (m3/s)