Đề thi máy thủy khí docx

PHẦN 2: MÁY THUỶ KHÍ 1) Bơm nước có lưu lượng Q = 16 lít/s, ống hút có: d=150mm; L=10m; hệ số ma sát dọc đường λ=0,03; hệ số tổn thất cục bộ ζ=6,2. Áp suất chân không tại cửa vào của bơm m5,4 p ck = γ . Tính chiều cao hút (độ cao đặt bơm). 2) Bơm li tâm đặt với độ cao hút là z h = 3,795m. Tôn thất trong ống hút h wh =1,505m. Tại miệng ra của bơm có m g vp rara 7,74 2 2 =+ γ (áp suất dư) Xác định: - Cột áp của bơm. - Cho Q=14 lit/s, hiệu suất của bơm là 0,8. Tính công suất động cơ dẫn động bơm, N đc =N trục .k ; (chọn k=1,05 – 1,15) - Độ cao giữa 2 bể H T =68m. Hai bể hở. Tính tổn thất trong đường ống đẩy. 3) Bơm ly tâm bơm nước từ bể hở A lên bể hở B theo hệ thống đường ống sau: Đường ống hút l 1 =8md 1 =100mm λ 1 =0,03 ξ 1 =6 Đường ống đẩy l 2 =16m d 2 =75mm λ 2 =0,035 ξ 2 =10 Khoảng cách giữa 2 bể: H o =18m Q=8 lit/s η = 0,75 a. Xác định cột áp, công suất trên trục bơm. b. Vẽ đường đặc tính lưới H l (Q) với Q= (0 ÷ 10) lit/s, c. Tính chiều cao hút cho phép (độ cao đặt bơm), cho biết: n bơm =1450 v/phút, Q=8 lit/s; T o =30 o ; hệ số C: tự chọn. 4) Bơm ly tâm bơm nước từ bể hở A lên bể hở B theo hệ thống đường ống : Đường ống hút: l 1 =10m d 1 =100mm λ 1 =0,025 ξ 1 =2 Đường ống đẩy: l 2 =30m d 2 =75mm λ 2 =0,027 ξ 2 =12 Chênh lệch độ cao giữa hai bể: H o =11m Lưu lượng bơm Q = 7 l/s Hiệu suất η = 0,6 Xác định cột áp, công suất trên trục bơm. 5) Bơm nước lưu lượng Q= 16 l/s làm việc trong hệ thống đường ống: Đường ống hút: d 1 =150mm, l 1 =10m, λ 1 =0,03, ζ 1 =6,2. Đường ống đẩy: d 2 =100mm, l 2 =30m, λ 2 =0,03, ζ 2 =10 Chênh lệch độ cao giữa hai bể: H o =11m. Hai bể hở. Ap suất chân không tại cửa vào của bơm m p ck 5,4= γ a) Tính chiều cao hút h s b) Tính cột áp và công suất trên trục của bơm, biết hiệu suất của bơm là 0,75. c) Xác định cột áp và công suất trên trục của bơm nếu bể đẩy là bể kín, áp suất dư tại mặt thoáng bể đẩy là 3at; hiệu suất của bơm là 0,75. 6) Bánh công tác bơm ly tâm có Q lt =500 lit/s, Đường kính bánh công tác D 2 =480mm, bề rộng cửa ra b 2 =100mm, β 2 =25 o , số cánh Z=6, hiệu suất thủy lực η H =0,92, cho C 1u = 0 (chảy vào thẳng góc). Số vòng quay của bơm là 1600v/ph. Cho biết hiệu suất lưu lượng là 0,92, hiệu suất cơ khí là 0,94. a. Xác định cột áp thực của bơm. b. Xác định lưu lượng thực của bơm, c. Xác định công suất trên trục của bơm. PHẦN BÀI TẬP XÁC ĐỊNH LỰC HƯỚNG TRỤC: d. Tính số vòng quay đặc trưng của bơm, từ đó chọn giá trị D o /D 2 và xác định bán kính R o . Cho biết bán kính trục bơm bằng 0,1 R 2 . Tính r trục . e. Cho cột áp tĩnh của bánh công tác bơm là 70% cột áp toàn phần. Xác định độ chênh áp suất tại cửa vào và cửa ra của bánh công tác. f. Xác định các thành phần lực hướng trục tác dụng lên BCT: - Lực P I do chênh lệch áp suất. - Lực P II do sự đổi hướng của dòng chảy - Lực hướng trục tổng hợp. 7) Bơm ly tâm có Q l =167 lít/s, D 2 =340mm, b 2 =32mm, β 2 =20 o , số cánh Z=8, hiệu suất thủy lực η H =0,94, C 1u = 0 Số vòng quay của bơm là 1450v/ph. Xác định cột áp thực của bơm. 8) Xác định kích thước D 1 , lưu lượng Q, số vòng quay n và số vòng quay đặc trưng n s của turbine làm việc với cột áp H=6m, công suất N=200kW Turbine này tương tự với turbine mô hình D 1M =0,7m, H M =1m, N M =5kW, n M =200v/ph, hiệu suất η M =0,86. 9) Một trạm thủy điện có tổng lưu lượng Q ∑ =64m 3 /s và cột nước H=19m. Turbine của trạm tương tự với turbine mô hình có các thông số sau: D 1M =0,7m, H M =1m, N M =6,2kW, n M =114v/ph, Q M =0,74m 3 /s. Xác định đường kính D 1 , lưu lượng Q, số turbine cho trạm, số vòng quay đặc trưng và công suất N của turbine. Biết rằng turbine nối với máy phát có n=250v/ph. Hiệu suất của turbine thực và mô hình là bằng nhau. 10) Một trạm bơm có tổng lưu lượng Q trạm =26,01 m 3 /s và cột áp H=10m. Bơm được chọn tương tự với bơm mô hình có các thông số sau: D M =0,3m, Q M =0,1028 m 3 /s, H M =1,21m, n M =580v/ph, η M =0,8 - Xác định số lượng bơm, đường kính, công suất trên trục của mỗi bơm. Biết bơm của trạm có số vòng quay n=250 v/ph - Tính số vòng quay đặc trưng của bơm và cho biết đây là loại bơm gì. 11) Một trạm thuỷ điện, có cột áp H=17,5m. Tuabin đã chọn cho trạm (có D 1 =1,2m) thì được thiết kế để làm việc với cột áp H tk =25m, Q tk =12,7m 3 /s, n tk =300v/ph và có công suất N tk =2750kW. Xác định công suất, lưu lượng, số vòng quay khi tuabin này làm việc trong điều kiện của trạm và đạt hiệu suất bằng hiệu suất thiết kế. Xác định hiệu suất này. Tính số vòng quay đặc trưng của tuabin và cho biết đây là loại tuabin gì. Tính các thông số qui dẫn của tuabin ở chế độ làm việc này. 12) Nước chảy trong 1 hệ vòng kín gồm 1 bơm và 1 bộ làm nguội có hệ số cản ζ=20. Tổng chiều dài của các ống nối là 4L=40m, đường kính ống d=40mm, hệ số ma sát đường ống λ=0,02. Điểm A trên đường ống nối với ống đo áp hở, độ cao nước dâng lên trong ống là Z=4m. a) Xác định cột áp, công suất trên trục của bơm. Biết lưu lượng của bơm Q=3,76 lit/s, hiệu suất bơm η=0,7. b) Xác định áp suất tại cửa vào của bơm. c) Xác đinh giá trị Z nhỏ nhất bằng bao nhiêu để trong hệ thống không có áp suất chân không. d) Xây dựng pt đặc tính lưới và vẽ đường đặc tính lưới của hệ thống này với Q = (0 – 10) lit/s. 13) Bơm ly tâm có đường đặc tính cho theo bảng ứng với số vòng quay n=900v/ph, bơm nước từ bể A lên bể B theo đường ống : Đường ống hút: l 1 = 20m d 1 = 200mm λ 1 = 0,02 Đường ống đẩy: l 2 = 100m d 2 = 150mmλ 2 = 0,025 H tĩnh = 6m a) Viết pt đặc tính lưới và vẽ đường đặc tính lưới với Q=(0 70)lít/s b) Xác định lưu lượng, cột áp, công suất trên trục bơm. c) Thay đổi số vòng quay của bơm để lưu lượng giảm 25%, xác định cột áp của bơm. d) Không thay đổi số vòng quay của bơm, Xác định ξ 2 ’ để bơm làm việc với lưu lượng 30l/s e) Tính số vòng quay đặc trưng và cho biết đây là loại bơm gì. Đường đặc tính bơm (n=900v/ph) Q[l/s] 0 10 20 30 40 50 60 70 Bơm 2L L L ζ Z A Ống đo áp suất tại A H tinh B A H[m] 12,6 13,2 13,6 13,2 12,6 11,5 9,5 7,5 η % 0 46 65 78 82 80 73 60 14) Bơm có đường đặc tính đã cho trong bảng với số vòng quay 1450v/ph. Q[l/s] 0 2 4 6 8 H[m] 13,2 14,2 13 9,5 4 η % 0 40 65 60 35 bơm nước từ bể A bể B theo đường ống xi phông có độ dài 3L=75m, đường kính d=50mm. Độ chênh mức nước trong 2 bể: H=8m, điểm cao nhất (M) của ống xi phông nằm cách mức nước bể A: h=5m. Hệ số ma sát đường ống λ=0,025. Hệ số tổn thất cục bộ tại van trên đường ống đẩy là K=5 a)Vẽ đường đặc tính lưới với Q = (0 8) lit/s b) Xác định lưu lượng, cột áp và công suất trên trục của bơm khi làm việc trong hệ `thống lưới này. - Xác định số vòng quay đặc trưng và cho biết bơm này là loại bơm gì? c) Xác định áp suất ở điểm cao nhất (M) của ống xi phông. d) Khi không lắp bơm, hãy xác định lưu lượng chảy trong ống và áp suất tại điểm M; nhận xét về áp suất này. 15) Một tua bin có đường kính tính toán D=0,2m, làm việc với cột áp H=3m. Các điểm làm việc của tuabin cho trong bảng sau: Điểm làm việc Q (m 3 /s) n(v/ph) η (%) N tr n I 1 Q I 1 N I 1 A 0.0840 995 52 B 0.0839 790 78 C 0.0831 667 82 D 0.0803 398 78 E 0.0780 288 52 Tính các thông số quy dẫn tại từng điểm làm việc A, B, C, D, E Tính số vòng quay đặc trưng của tuabin và cho biết đây là loại tuabin gì? A Bơm 2L L H h B M 16) Bơm piston tác dụng kép có đkính piston D=75mm, đkính cần piston d=25mm, hành trình piston S=150mm, công suất của đcơ dẫn động bơm là 2,8 KW. Số vòng quay của trục động cơ n đc =60v/ph. Hiệu suất lưu lượng là 0,865; hiệu suất cơ khí là 0,935; hiệu suất thủy lực bằng 1. a) Xác định lưu lượng trung bình thực, áp suất làm việc, cột áp của bơm. γ d =0,8. γ nước b) Xác định lưu lượng tức thời trên đường ống đẩy tại thời điểm t=2s 3 1 và t'=t+0,5s biết rằng tại thời điểm t=0, tay quay và thanh truyền nằm trên đường thẳng và tay quay có chiều quay ngược chiều kim đông hồ 17) Bơm piston tác dụng đơn có đkính piston D=50mm, tỉ số S/D = 0,5, áp suất làm việc của dầu công tác là 100 at. Số vòng quay của trục động cơ n đc =300 v/ph. Hiệu suất lưu lượng là 0,87; hiệu suất cơ khí là 0,95; hiệu suất thủy lực bằng 1. - Tính lưu lượng thực của bơm. - Tính công suất trên trục của bơm. 18) Một bơm tiêu hao 1 công suất trên trục N=5,5 kW, biết áp suất dư ở cửa ra của bơm là p d ra =2at và áp suất chân không ở cửa vào là p ckv =0,4at. Vận tốc trên đường ống đẩy v=4m/s, đường kính ống đẩy d đ = 75mm. Đường kính ống hút d hut =100mm Tính lưu lượng, cột áp và hiệu suất của bơm BÀI TẬP TẠI LỚP (THỜI GIAN 45’) 1. Xác định các thông số làm việc của bơm 2 BR và hệ số dao động lưu lượng của bơm, cho biết: Mô đun của răng: m=6 mm Số răng của 2 BR: Z 1 = Z 2 = 14 răng Góc ăn khớp: α = 20 o Chiều rộng tương đối của BR: 5,0 == D b b Số vòng quay của trục bơm: n=1450 v/phút Ap suất của chất lỏng làm việc: p=25 at; η Q =0,86; η ck =0,82 2. Bơm cánh gạt tác dụng đơn có các kích thước sau: - bán kính trong cuả stato: r = 54mm - bán kính của roto: r roto = 49mm - Chiều rộng của cánh gạt: b=25mm; Số cánh gạt: 2 cánh - Số vòng quay của trục bơm: 1500v/ph - Ap suất chất lỏng làm việc: 25 at; η Q =0,88; η ck =0,95 a) Xác định Q max , Q min , hệ số dao động lưu lượng, công suất cực đại trên trục bơm b) Tính toán các thông số trên khi số cánh gạt là Z=6 cánh, so sánh với kết quả ở câu a. Kết luận. BÀI TẬP MẪU Bơm ly tâm có đường đặc tính của bơm cho theo bảng ứng với số vòng quay n=1600v/ph. Q[l/s] 0 2 4 6 8 10 12 14 H[m] 15 15,5 15,7 15 14 12 10 8 η % 0 40 60 74 78 70 60 40 bơm nước từ bể A lên bể B (bể hở).Cho H luoi tĩnh = 11m Đường ống hút: l 1 = 10m d 1 = 100mm λ 1 = 0,025 ζ 1 =2 Đường ống đẩy: l 2 = 30m d 2 = 75mm λ 2 = 0,027 ζ 2 =12 a) Vẽ đường đặc tính bơm H(Q); η(Q); b)Viết pt đặc tính lưới và vẽ đường đặc tính lưới với Q=(0 14)lít/s b') Cho Q=8 lit/s, độ cao đặt bơm là Z h =4m; Tính áp suất chân không tại cửa vào. Cho nhiệt độ làm việc là To=30 O C, có xảy ra xâm thực hay không? c) Xác định lưu lượng Q, cột áp H, công suất trên trục bơm. d) Giữ nguyên số vòng quay của bơm, Tính hệ số tổn thất cục bộ trên đường ống đẩy ζ 2 ‘ để hệ thống làm việc với lưu lượng Q’ bằng 6 lit/s d’) Nếu giữ nguyên hệ thống lưới (không điều chỉnh van trên đường ống đẩy) và thay đổi svq của bơm để hệ thống làm việc với lưu lượng Q’ bằng 6 lit/s; hãy xác định cột áp của bơm trong trường hợp này. So sánh với pp điều chỉnh van đẩy. Xác định số vòng quay này. e)Thay đổi số vòng quay của bơm để lưu lượng tăng 50% so với kết quả của câu (c), tính số vòng quay này. f) Tính số vòng quay đặc trưng n s của bơm. . PHẦN 2: MÁY THUỶ KHÍ 1) Bơm nước có lưu lượng Q = 16 lít/s, ống hút có: d=150mm; L=10m; hệ số ma sát dọc đường. β 2 =25 o , số cánh Z=6, hiệu suất thủy lực η H =0,92, cho C 1u = 0 (chảy vào thẳng góc). Số vòng quay của bơm là 1600v/ph. Cho biết hiệu suất lưu lượng là 0,92, hiệu suất cơ khí là 0,94. a. Xác định. vòng quay của trục động cơ n đc =60v/ph. Hiệu suất lưu lượng là 0,865; hiệu suất cơ khí là 0,935; hiệu suất thủy lực bằng 1. a) Xác định lưu lượng trung bình thực, áp suất làm việc, cột áp của