BÀI GIẢNG BƠM, QUẠT VÀ MÁY NÉN

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUÂT LÝ TỰ TRỌNG KHOA ĐIỆN LẠNH BÀI GIẢNG MÔN HỌC BƠM, QUẠT, MÁY NÉN GIẢNG VIÊN : ThS. NGUYỄN DUY TUỆ 2 CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC (Lý thuyết + Bài tập : 45 tiết) Chương I : Khái niệm chung và phân loại máy thủy lực ( LT+BT:9 tiết ) Chương II: Bơm cánh dẫn và bơm thể tích ( LT+BT : 13 tiết ) Chương III: Khái niệm và phân loại quạt ( LT+BT: 6 tiết ) Chương IV : Máy nén ( LT+BT:13 tiết ) + Phương pháp đánh giá cuối kỳ : Lý thuyết + Bài tập + Được sử dụng TL khi thi 3 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bơm, quạt, máy nén – TS.Nguyễn Văn May 2. Giáo trình Bơm, quạt, máy nén – Ks. Đặng Thế Huân – Cao đẳng Lý Tự Trọng 3. Giáo trình Bơm, quạt, máy nén – Th.S Phùng Chân Thành – ĐH Bách Khoa Tp.HCM 4. Lý thuyết và thực hành Bơm, quạt, MN – TS. Lê Xuân Hòa – ThS. Nguyễn Thị Bích Ngọc 5. Bài tập thủy lực và máy thủy lực – Ngô Vi Châu 4 Chương 1: KHÁI NIỆM CHUNG VÀ PHÂN LOẠI MÁY THỦY LỰC 1.1 Khái niệm chung về máy thủy lực : Máy thuỷ lực là loại máy có một khâu làm việc là chất lưu.Chất lưu(fluid) có 2 dạng: chất lỏng-liquids và chất khí-gas. Máy thuỷ lực chia làm 2 nhóm: Nhóm máy công tác và nhóm máy động lực. - Máy công tác: Lưu chất đi qua máy sẽ nhận năng lượng : Bơm, quạt, máy nén. Máy biến cơ năng thành áp suất của chất lưu,khi qua máy lưu chất nhận năng lượng. - Máy động lực: khi qua máy lưu chất cho năng lượng:tuốc bin,động cơ thuỷ lực.Máy biến đổi áp suất của chất lưu thành công cơ học. Trong khuôn khổ giáo trình này ta chỉ đề cập đến nhóm máy công tác đó là: bơm,quạt và máy nén. 5 Máy thuỷ lực mà lưu chất là chất lỏng-liquids gọi chung là bơm. Máy thuỷ lực mà lưu chất là chất khí chia ra làm 3 loại phụ thuộc vào tỉ số nén: Máy nén-copressors,máy thổi khí-blowers và quạt-fans. Quá trình trao đổi năng lượng của lưu chất tuân theo định luật Becnuli. 1.2 Phân loại máy thủy lực: * Phân loại theo chức năng: + Bơm: là máy thuỷ lực dùng vận chuyển và cung cấp năng lượng cho chất lỏng,công cơ học biến thành áp năng,động năng và nhiệt năng cho chất lỏng. + Máy nén:Khi tỷ số nén lớn hơn 2.5 gọi là máy nén. + Máy thổi khí: Tỷ số nén từ 1.15-2.5. + Quạt:khi tỷ số nén nhỏ hơn 1.15. + Bơm chân không:Khi tỷ số nén nhỏ hơn 0. 6 Tỷ số nén là tỷ số áp suất khí giữa cửa ra và cửa vào của máy. * Phân loại theo nguyên lý làm việc: a. Máy thuỷ lực làm việc theo nguyên lý động học (dynamic machinary) hay còn gọi là máy thuỷ lưc cánh dẫn. Trong máy cánh dẫn việc trao đổi năng lượng thực hiện bằng năng lượng thuỷ động của dòng chảy qua máy.Máy dùng các cánh để trao đổi năng lượng với chất lưu.Năng lượng trao đổi gồm động năng và áp năng. Máy cánh dẫn có 2 loại: li tâm và loại cánh nâng. -Nguyên lý li tâm -Nguyên lý cánh nâng. 7 b. Máy thuỷ lưc làm việc theo nguyên lý thể tích: Thực hiện việc trao đổi năng lượng với chất lưu theo nguyên lý nén chất lưu trong một thể tích kín dưới áp suất thuỷ tĩnh.Năng lượng chủ yếu là thành phần áp năng. Thành phần động năng rất nhỏ không đáng kể nên còn gọi là máy thuỷ tĩnh. c. Các máy thủy lực khác: Ngoài 2 loại chính nêu trên còn một số loại khác như: -Máy kiểu phun tia-jet pumps. -Máy kiểu khí nén-pneumatic lifts for liquids(air lift). -Bơm nuớc va,bơm xoáy… 8 1.3. Các nguyên lý làm việc của máy thủy lực: 1.3.1. Nguyên lý thể tích: Nguyên lý thể tích được sử dụng để chế ra bơm, quạt, máy nén. Máy tạo ra một dung tích kín thay đổi từ nhỏ đến lớn và ngược lại.Ở vùng dung tích tăng từ giá trị 0 đến max, áp suất giảm máy thực hiện hút lưu chất,ở vùng dung tích giảm từ giá trị max đến 0 thì máy thực hiện nén lưu chất qua cửa đẩy.Cứ mỗi lần hút và nén như vậy máy sẽ vận chuyển 1 lương lưu thể nhất định 9 Máy thể tích thực hiện trao đổi năng lượng theo nguyên lý nén chất lỏng trong thể tích kín dưới áp suất thuỷ tĩnh.năng lượng chủ yếu là thành phần áp suất p,còn thành phần động năng không đáng kể nên còn gọi là máy thuỷ tĩnh.Đặc điểm của chúng là cho một áp suất làm việc cao với lưu lượng nhỏ phù hợp với truyền động của các máy móc thiết bị. Khi máy làm việc với chất lỏng không nén được v=const, cần tránh việc tăng hay giảm thể tích quá nhanh để không gây ra hư hỏng máy hoặc cháy động cơ do quá tải. Muốn vậy khi vận hành máy phải lưu ý: -Trước khi cho máy chạy phải mở van chặn phía cửa đẩy của bơm. -Lắp van an toàn để xả nhanh lưu lượng từ cửa nén sang cửa hút của máy . Trong quá trình làm việc sự thay đổi trạng thái của lưu thể tuân theo định luật sau: p.v = const và p.vk = const Ở đây: P áp suất của lưu thể. V : thể tích của lưu thể, K hệ số , k=1.4 10 1.3.2. Nguyên lý ly tâm: Nguyên lý này được dùng để chế tạo bơm, quạt, máy nén inlet guide vanes volute Impeller passage Diffuser passages impellers [...]... thoáng bể đẩy và bể hút - Độ chênh áp suất trên mặt thoáng bể đẩy và bể hút, (= 0 nếu hai bể hở) - Độ chênh động năng giữa đẩy và bể hút (thường bằng 0) - Tổn thất năng lượng trong ống hút và ống đẩy 28 e Bơm làm việc trong cột áp lưới: 29 BÀI TẬP CHƯƠNG 1: Bài 1: BÀI TẬP CHƯƠNG 1: Bài 2: BÀI TẬP CHƯƠNG 1: Bài 3: Chương II : BƠM CÁNH DẪN VÀ BƠM THỂ TÍCH 2.1 Cấu tạo của máy thủy lực cánh dẫn: Máy thuỷ lưc... khí nén: Khí nén được bơm vào để đẩy nước lên hoặc được bơm vào bình kín để tạo áp suất cao đưa nước lên cao 18 1.4 Các thông số cơ bản của máy thủy lực: Máy thuỷ lực có các thông số cơ bản: Cột áp,lưu lượng,công suất và hiệu suất Khảo sát sơ đồ máy thuỷ lực: B A 19 a Cột áp: Mức độ chênh lệch năng lượng đơn vị của dòng chất lỏng qua máy thuỷ lực hay là năng lượng đơn vị của dòng chảy trao đổi với máy. .. mặt kim loại gây tróc rỗ bề mặt và phá hỏng các bộ phận làm việc, đồng thời làm giảm hiệu suất, cột áp và lưu lượng của máy Cần tránh hiện tượng này * Chiều cao hút cho phép: Phương trình Becmudi tại 2 măt cắt: măt thoáng bể hút A (hở) và măt cắt tại cửa vào của bơm: * Chiều cao hút cho phép: Phương trình Becmudi tại 2 măt cắt: măt thoáng bể hút A (hở) và măt cắt tại cửa vào của bơm: H ck = pck vao γ... phân tích thành Ry (lực nâng ) và Rx (lực cản) R y =C y S Rx =C x S γ 2g γ 2g 2 W∞ 2 W∞ Trong đó : Cy : hệ số tỷ lệ của lực nâng Cx : hệ số tỷ lệ của lực cản S : diện tích bề mặt cánh , m2 γ : trọng lượng riêng của lưu thể, N/m3 g : Gia tốc trọng trường, m/s2 15 1.3.3 Nguyên lý cánh nâng: Nguyên lý cánh nâng được sử dụng để chế tạo tuốc bin máy phát điện, bơm quạt, máy nén Hình dưới ta thấy lực tác... trị cuả số vòng quay n và tỷ lệ với bán kính r2 * Tam giác vận tốc: → → → → → → C1 = U 1 + W 1 C 2 = U 2 +W 2 Các thành phần vận tốc không những phụ thuộc vào số vòng quay n, bán kính r1,r2 mà còn phụ thuộc vào hình dạng của các vách ngăn giữa các kênh (cánh) của guồng động U1, U2 : vận tốc vòng m/s C1, C2 : vận tốc tuyệt đối của lưu thể m/s W1, W2: vận tốc tương đối giữa lưu thể và cánh guồng động Dạng... với máy thủy lực trong một đơn vị thời gian Ntl = γ.Q.H ( W ) * Công suất trên trục ( công suất làm việc ): là công suất trên trục máy khi máy làm việc Công suất trên trục khác với công suất thủy lực Quá trình làm việc của máy thủy lực càng hoàn thiện thì công suất thủy lực và công suất trên trục càng ít khác nhau N = Ntl /η Tổn thất năng lượng gồm có 3 loại: - Tổn thất cột áp hay tổn thất thuỷ lực ηH... - Loại máy li tâm:Làm việc theo nguyên lý li tâm - Loại hướng trục:Làm việc theo nguyên lý cánh nâng Bộ phận quan trọng nhất của máy cánh dẫn là bánh công tác.Bánh công tác gồm nhiều bản cánh gọi là các cánh dẫn Bánh công tác quay nhờ động cơ bên ngoài,nhờ các cánh dẫn mà cơ năng của động cơ truyền cho chất lỏng Chương II : MÁY THỦY LỰC CÁNH DẪN Theo phương chuyển động của chất lỏng từ lối vào đến... không tại mc vào của bơm dùng để: - Khắc phục chiều cao hút Zh - Khắc phục tổn thất trên đường ống hút - Tạo động năng cần thiết cho dòng chảy tại miệng vào của bơm Để tránh hiện tượng xâm thực thì cột áp chân không của bơm không vượt giá trị cho phép [Hck]: Chiều cao hút cho phép của bơm: 24 * Chiều cao hút cho phép: Nếu ta chưa biết [Hck] thì ta sử dụng phương pháp sau: Áp suất lối vào của bơm phải...- Khảo sát chuyển động của lưu thể nằm giữa 2 vách hình vành khăn song song nhau cách nhau 1 khoảng b và 2 vách chắn có chiều cao bằng b - Kênh chứa đầy lưu thể có khối lượng riêng ρ ,quay quanh tâm o với vận tốc ω Ta xét thành phần lưu thể dm trong kênh giới hạn bởi mặt cong có bán kính r và r+dr ; dm = ρ.α.b.r.dr = ρ.f.dr với f = α.b.r : diện tích mặt cong có bán kính r... BA Trong đó : p,v: áp suất và vận tốc dòng chảy α : hệ số điều chỉnh động năng-hệ số Côriôlit γ : trọng lượng riêng chất lỏng Z : độ cao Ta có thể phân cột áp : PB − P A + Z Ht + Hđ Ht = γ BA b Lưu lượng: Gồm có lưu lượng khối lượng hoặc lưu lượng thể tích c Công suất và hiệu suất: Gồm có 2 loại công suất: * Công suất thủy lực: Ntl là cơ năng mà dòng chất lỏng trong đổi với máy thủy lực trong một đơn . thi 3 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bơm, quạt, máy nén – TS.Nguyễn Văn May 2. Giáo trình Bơm, quạt, máy nén – Ks. Đặng Thế Huân – Cao đẳng Lý Tự Trọng 3. Giáo trình Bơm, quạt, máy nén – Th.S Phùng Chân Thành. năng và nhiệt năng cho chất lỏng. + Máy nén: Khi tỷ số nén lớn hơn 2.5 gọi là máy nén. + Máy thổi khí: Tỷ số nén từ 1.15-2.5. + Quạt: khi tỷ số nén nhỏ hơn 1.15. + Bơm chân không:Khi tỷ số nén. nhóm máy động lực. - Máy công tác: Lưu chất đi qua máy sẽ nhận năng lượng : Bơm, quạt, máy nén. Máy biến cơ năng thành áp suất của chất lưu,khi qua máy lưu chất nhận năng lượng. - Máy động