Báo cáo thực hành bài bơm ly tâm và ghép bơm

Cho nên trong bài thí nghiệm này chúng ta sẽ làm thí nghiệm và nghiên cứu khi chúng ta ghép 2 bơm nỗi tiếp, song song với nhau thì các thông số kỹ thuật của hệ thống ghép bơm thay đôi n

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẢM

vi U Ped cnivensiry

UNIVERSITY OF

KY THUAT THUC PHAM 2

BAO CAO THUC HANH

BAI BOM LY TAM VA GHEP BOM

1 TOM TAT:

Trong khối ngành công nghệ hóa nói chung, công nghệ thực phâm nói riêng thì Bơm

là một thiết bị rất phổ biến và đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền công nghệ thông qua việc vận chuyên các loại hóa chất phục vụ sản suất Do đó, việc hiểu rõ về Bơm là

một sự cần thiết đối với tất cả sinh viên chuyên nghành công nghệ thực phẩm

Ghép bơm là vấn đề cần thiết vả 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 nỗi tiếp, song song

với nhau thì các thông số kỹ thuật của hệ thống ghép bơm thay đôi như thế nảo so với lý thuyết trong bài này, ta cần xác định cột áp toàn phần của bơm, công suất và hiệu suất cho bom ly tâm bằng việc đo đạc các thông số khi thay đổi lưu lượng bơm Xây dựng đường đặc tuyến của mạng ông dé xác định điểm làm việc của bơm Xây dựng đường đặc tuyến của hệ hai bơm ghép nỗi tiếp, và xây dựng đường đặc tuyến của hệ hai bơm ghép song song Thông qua các đồ thị ta thấy rằng nếu muốn giữ nguyên cột áp và tăng lưu lượng của bơm thì ta sẽ tiến hành ghép bơm song song, còn muôn tăng cột áp mà vẫn giữ nguyên lưu lượng thì ta sẽ tiến hành ghép bơm nối tiếp Và từ kết quả tính được ta có thé chọn điều kiện làm việc thích hợp trong ghép bơm dé cho bom ghép đạt được hiệu quả

tốt nhật

Kết quả sau khi tiến hành sẽ giúp ta biết được phương thức hoạt động của bơm và có lựa chon tốt nhat cho công việc sau này và trong cuộc sông

2 GIỚI THIỆU:

Bơm ly tâm là loại máy vận chuyên 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 nảo

Bơm ly tâm chuyên năng lượng cung cấp từ motor hoặc tuabin đề chuyên thành năng lượng động học (động năng) và sau đó chuyên 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 suông và buồng xoắn ốc hay bộ khuếch tán Bánh guỗng 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 chuyên năng lượng động học thành thế năng (áp suất) Tat

cả các dạng năng lượng liên quan đến hệ thống chuyên động chất lỏng được diễn tả trong các thuật ngữ cột áp (chiều cao cột chất long)

Chat long quá trình đi vào đầu hút và sau đó vào mắt (tâm) của cánh guồng Khi bánh

guỗồng chuyền động, nó quay chất long dat vao khoang trống giữa các cánh đi ra ngoài và tao ra gia tốc ly tâm Khi chất lỏng rời tâm cánh guồng, một vùng áp suất thá được tạo ra làm cho chất lỏng bên ngoài tràn vào Vì dạng cách guồng là cong, chất lỏng được day 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

Y 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 thủ tỷ lệ với vận tốc ở gờ hay cánh đuôi của cánh euông Cánh guong cang quay nhanh hay canh guong cảng lớn thì vận tốc cao hơn ở cánh đuôi cánh puông cảng lớn và năng lượng cung cap cho chat long cang lớn Năng lượng động học này của chất lỏng thoát ra khỏi cánh guỗồng 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 chuyên động chậm lại Trong đầu đây, chất lỏng giảm tốc hơn nữa và vận tốc của nó được chuyên thành áp suất của nó theo nguyên lý Bernoulli

Ghép bơm là vẫn 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 nỗi tiếp, song song

với nhau thì các thông số kỹ thuật của hệ thống ghép bơm thay đôi như thế nảo so với lý thuyết

3 MỤC ĐÍCH CỦA THÍ NGHIỆM:

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

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

- Xây dựng đặc tuyến vả 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 CO SO LY THUYET

4.1 Các thông số đặc trưng của bơm

: 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 tai dau ra, m/s

: là vận tốc tại dau vao, 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 xoăn 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 thê được tính như sau

Trong đó:

Q: lưu lượng chất lỏng, m°⁄s

4.2 Đặc tuyến của bơm ly tâm

4.2.1 Đặc tuyến thực của bơm

Hinh 15.2: Dac tuyén của bơm ở một tốc độ bơm không đôi

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 biếu 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 nảy trở nên phẳng, do một sự thay đổi lớn công suât chỉ tạo ra một sự thay đôi nhỏ về vận tộc của dòng

Duong E — Q biéu dién môi quan hệ siữa hiệu suat va lưu lượng bơm Đôi với một bơm nào đó thì nó sẽ đạt hiệu suât tương ứng với năng suat nao do

5

áp suất đầu vào và đầu ra cua 6ng, N/m?

chiều cao đầu vào và đầu ra của ông, m

L: chiều dài Ống (sinh viên tự đo), m

d: đường kính trong của ống (827, m

hệ số ma sát, sinh viên tính toán theo số liệu chuyên động của lưu chất trong hệ thông đường ông

khối lượng riêng của lưu chất, kg/m?

tông hệ số trở lực cục bộ của ông,

4.3.1 Điểm làm việc của bơm

Hình 15.3 Điểm làm việc của bơm

Điểm làm việc của bơm là giao điểm của đặc tuyến thực của bơm và đặc tuyến mạng ông, dân

4.4 Ghép bơm nối tiếp

Các bơm gọi là làm việc nối tiếp nếu sau khi chất lỏng ra khỏi bơm này được đưa tiếp vào ông hút của bơm kia, rôi sau đó mới được đưa vào hệ thông đường ông như vậy khi các bơm làm việc nối tiếp thì lưu lượng của chúng phải bằng nhau và bằng lưu lượng tông cộng của hệ thống, cột áp của hệ thống bằng tông cột áp toàn phần của các bơm

Các bơm làm việc nối tiếp được sử dụng khi hệ thông yêu cầu áp lực cao mà một bơm

Hình 15.4 Hai bơm ghép nối tiếp

7

4.5 Ghép bơm song song

Các bơm khi làm việc cùng cấp nước vào một hệ thống đường ống gọi là làm việc song song Vì thề khi các bơm làm việc song song trong hệ thống thì chúng có cột áp bằng nhau và bằng cột áp của hệ thống, còn lưu lượng của hệ thống sẽ bằng tổng lưu lượng của các bơm

Theo lý thuyết khi các bơm lảm việc song song với nhau thì cột áp tổng của hệ thống

bằng cột áp toàn phần của từng bơm:

Và lưu lượng tông cộng của hệ thống bằng tổng lưu lượng của các bơm cùng làm việc:

Như vậy các bơm làm việc nỗi tiếp được sử dụng khi hệ thống yêu cầu cần lưu lượng lớn mà một bơm không thê đáp ứng được

Trong thực tế ta có thê phép hai hoặc nhiều bơm làm việc song song trên cùng một hệ thống đường ống Thậm chí có những trường hợp hai trạm làm việc song song trên một

hệ thông đường ông

Hình 15.5 Hai bơm ghép song song Đặc tuyên tông cộng sẽ cho ta chọn được các trị sô cân thiết đề xác định chế độ làm việc của bơm

5 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM:

5.1 Sơ đồ hệ thống:

Hệ thống thiết bị bơm ly tâm được thể hiện trong hình dưới đây:

5.2 Trang thiết bị hoá chất:

- Chất long được sử dụng trong hệ thống là nước tinh khiết

- Các thông số cần thiết cho việc tính toán

- Công suất thiết kế của bơm: N = 0,37 Kw

- Lưu lượng tối đa của bom: = 90 I/ph

- Đường kính của ống có ký hiệu như sau: 27

- Van xả đáy phải được đóng hoàn toàn

- Cho nước vảo bình chứa khoảng 2/3 thê tích của bình chứa Nếu bình chưa có nước thi kiêm tra van xả đáy trước khi cho nước vào

- Mở hoàn toàn tất cả các van

6.1.2, Các lưu ý:

- Đảm bảo mực nước trone bình chứa 2/3 thê tích bình

- Khi bơm bật nhưng bơm không hoạt động hoặc không có lưu lượng thì phải tắt ngay bơm và phải báo giảng viên hướng dẫn

- Đảm bảo không còn bọt khí trong hệ thông trước khi tiến hành thí nghiệm

- Thường xuyên kiểm tra và so sánh các giá trị đo được trong quá trình làm thí nghiệm Nếu thay đổi độ mở van đáng kế mà các giá trị đo không thay đổi thì phải bao

ngay cho giảng viên hướng dẫn

6.1.3 Báo cáo:

- Biểu diễn đặc tuyến mạng ống (và đặc tuyến thực của bơm (H - Q)

- Xác định giao điểm của đường đặc tuyên của mạng ông và đặc tuyên thực của bơm

đê xác định điệm làm việc của bơm

BAO CAO THI NGHIEM 1:

Dac tuyén mang ống:

Vi ap suat dau ra va vao quá trình này đêu đặt trong 1 thùng nên và đồng thời chiêu cao đầu vào và đâu ra của ông cũng như nhau

C=

ma d= 0,0234 (m)

= (8,2 + 0,03

= 0,34 (m)

Tương tự ta có bảng sau:

Bảng: Kết quả thu được sau tính toán của thí nghiệm 1

Biểu đồ số 1: đặc tuyến thực của bơm ly tâm (H-Q)

Bi uẩïôô 1: đ ặtuyêên thực của bơm ly tâm (H-Q)

11.69

Biểu đồ số 2: đặc tuyến mạng ống (Hmo — Q)

Bi ổ đôô sõ 2: đặc tuyên mạng õng (Hmo — Q)

Bieu đồ 3: điềm làm việc của bơm

12

Bi uẩïôô 3: Bi ổ đôô làm việc của bơm

- Đường H-Q biếu diễn mối quan hệ giữa cột áp và lưu lượng Cột áp giảm không

tuyến tính khi lưu lượng tăng

- Duong Hmo-Q thế hiện đặc tuyến mạng ống khi lưu lượng tang thì tổn thất cột áp cảng tăng

- Diém làm việc của bom 1a giao điểm của H-Hmo

6.2 Thí nghiệm 2: Ghép bơm nối tiếp

6.2.1 Chuẩn bị:

- Van xả đáy phải được đóng hoàn toàn

- Cho nước vảo bình chứa khoảng 2/3 thê tích của bình chứa Nếu bình chưa có nước thi kiêm tra van xả đáy trước khi cho nước vào

- Mở hoàn toản tất cả các van

6.2.2, Các lưu ý:

- Đảm bảo mực nước trone bình chứa 2/3 thê tích bình

- Khi bơm bật nhưng bơm không hoạt động hoặc không có lưu lượng thì phải tắt ngay bơm và phải bảo giảng viên hướng dan

13

- Đảm bảo không còn bọt khí trong hệ thống trước khi tiền hành thí nghiệm

- Thường xuyên kiểm tra và so sánh các giá trị đo được trong quá trình làm thí nghiệm Nếu thay đổi độ mở van đáng kế mà các giá trị đo không thay đổi thì phải bao

ngay cho giảng viên hướng dẫn

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 2:

Dac tuyén mang ống:

Vi ap suat dau ra va vao quá trình này đêu đặt trong 1 thùng nên và đồng thời chiêu cao đầu vào và đâu ra của ông cũng như nhau

0000668 |-147099§ | 784532 |953 |0 0255 | 9,79 6,30 0,00075 -16671,31 | 6864655 |872 |0 0,255 |8,98 7,95

Bảng: Kết quả thu được sau tính toán của thí nghiệm 2

Biểu đồ số 1: đặc tuyến thực hệ thống ghép 2 bơm nối tiếp (H-Q)

Bi u đừể 1: đ ctuyởởnth clể t@ởng ghờp 2b rơ nừởi tởởp (H -

Biểu đồ số 2: đặc tuyến mạng ống của hệ thống ghờp 2 bơm nỗi tiếp (Hmo-Q)

Bi u đừừổ: đ ctuyưởn m ng óởngc all tlìởng ghờp 2b rơ nụởi tởởp (Hn

Bi u ổôô 3:Đi rổ làmvi œ ab mghép ndéi téép

- Điểm làm việc của bơm 1a giao điểm của H-Hmo Từ đồ thị ta xác định được điểm làm

việc của bom tai Q=0,00075 (m3/s) và H=8,98 (m)

6.3 Thí nghiệm 3: Ghép bơm song song

6.3.1 Chuẩn bị:

- Van xả đáy phải được đóng hoàn toàn

- Cho nước vảo bình chứa khoảng 2/3 thê tích của bình chứa Nếu bình chưa có nước thi kiêm tra van xả đáy trước khi cho nước vào

- Mở hoàn toản tất cả các van

6.3.2 Các lưu ý:

- Đảm bảo mực nước trone bình chứa 2/3 thê tích bình

- Khi bơm bật nhưng bơm không hoạt động hoặc không có lưu lượng thì phải tắt ngay bơm và phải bảo giảng viên hướng dan

- Đảm bảo không còn bọt khí trong hệ thống trước khi tiền hành thí nghiệm

- Thường xuyên kiểm tra và so sánh các giá trị đo được trong quá trình làm thí nghiệm Nếu thay đổi độ mở van đáng kế mà các giá trị đo không thay đổi thì phải bao

ngay cho giảng viên hướng dẫn

6.3.3 Báo cáo:

- Biểu diễn đặc tuyến mạng ống (H; - Q) và đặc tuyến thực của hệ thống ghép 2 bơm song song (H — Q)

- Xác định giao điểm của đường đặc tuyến của mạng ống và đặc tuyến thực của hệ thống ghép hai bơm song song để xác định điểm làm việc của hệ thông ghép hai bơm

Vì lưu lượng đầu vào bằng lưu lượng đầu ra

- Dac tuyén mang ống:

Bảng: Kết quả thu được sau tính toán của thí nghiệm 3

Biểu đồ 1: đặc tuyến thực của hệ thống ghép 2 bơm song song (H-Q)