Bài tập và đồ án môn học máy bơm và trạm bơm

Tr−êng ®¹i häc thủ lỵi Bé m«n m¸y b¬m vμ tr¹m b¬m BÀI TẬP VÀ ĐỒ ÁN MÔN HỌC M¸Y B¥M Vµ TR¹M B¥M Biên soạn: NGUYỄN CÔNG TÙNG Nhµ xt b¶n Tõ ®iĨn B¸ch khoa Hµ Néi - 2006 5 Mục lục Trang Lời nói đầu 7 Phần thứ nhất: Các bài tập áp dụng 9 Phần thứ hai: Các bài tập mẫu 21 Bài tập số 1 23 Bài tập số 2 26 Bài tập số 3 27 Bài tập số 4 45 Bài tập số 5 55 Phần thứ ba: Đề tài đồ án môn học trạm bơm 63 Phần thứ t: Hớng dẫn thiết kế đồ án môn học trạm bơm 73 A. Bố trí tổng thể công trình trạm bơm 75 B. Chọn lu lợng thiết kế cho trạm bơm 76 C. Thiết kế kênh 77 D. Tính toán các loại cột nớc cho trạm bơm 80 E. Chọn máy bơm, động cơ và máy biến áp 82 F. Xác định các cao trình đặt máy bơm 88 G. Thiết kế nhà máy bơm 88 H. ống đẩy 109 I. Thiết kế bể hút 110 K. Thiết kế bể tháo 111 Phần phụ lục: 115 Phụ lục 1: Độ cao áp lực khí trời phụ thuộc cao trình nơi đặt trạm bơm 117 Phụ lục 2: áp lực bốc hơi của các chất lỏng phụ thuộc nhiệt độ 117 Phụ lục 3: Tính tổn thất cột nớc của đờng ống 117 Phụ lục 4: 124 Phụ lục 5: Các hình vẽ tham khảo 125 6 7 Lời nói đầu uốn "Bài tập và đồ án môn học" do Bộ Môn Máy bơm và Trạm bơm trờng Đại học Thuỷ Lợi biên soạn dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên các ngành thuỷ lợi, các hệ chính quy và tại chức của trờng. C Cuốn sách gồm 4 phần chính và 1 phần phụ lục: Phần thứ nhất bao gồm các đề bài tập mà sinh viên cần phải vận dụng các kiến thức đã học đợc để thực hiện nhằm hiểu sâu hơn về đặc tính làm việc của máy bơm và trạm bơm. Phần thứ hai là các bài tập đã đợc giải sẵn có tính chất làm mẫu để sinh viên tham khảo khi làm bài tập hay đồ án thiết kế môn học cũng nh đồ án tốt nghiệp. Phần thứ ba là các đề tài Đồ án môn học. Phần thứ t nhằm hớng dẫn cho sinh viên đặc biệt là sinh viên tại chức làm đồ án môn học về trạm bơm, đồng thời cũng cung cấp thêm cho sinh viên một số kiến thức cụ thể mà trong giáo trình không có điều kiện trình bày đầy đủ. Phần phụ lục gồm các bảng tra cứu một số số liệu cần thiết cho tính toán thiết kế. Cuốn bài tập và đồ án môn học máy bơm và trạm bơm do giảng viên chính Nguyễn Công Tùng biên soạn, GS. PTS. Hoàng Lâm Viện, PTS. Lê Chí Nguyện hiệu đính và đợc Bộ Môn Máy Bơm và Trạm Bơm đóng góp ý kiến. Ngời biên soạn GVC. Nguyễn Công Tùng 8 9 PhÇn thø nhÊt C¸c bμi tËp ¸p dông 10 11 Đề 1 Một máy bơm đợc lắp đặt nh hình 1-1, có đờng kính chỗ vào D 1 = 250mm; đờng kính chỗ ra máy bơm D 2 = 200mm. Cao trình đặt áp kế Z M = +14,50m Cao trình đặt chân không kế Z v = +14,20m Khi máy bơm làm việc với mực nớc bể hút Z h = +10m; mực nớc bể tháo Z t = +90m. Đồng hồ áp kế chỉ M = 85 N/cm 2 và chân không kế V = 4 N/cm 2 ; Lu lợng đo đợc Q = 140 l/s. 1) Tính cột nớc bơm? 2) Trong trờng hợp này tổn thất trên đờng ống hút và ống đẩy bằng bao nhiêu? Hớng dẫn: Câu 1: ứng dụng lý thuyết Chơng 1 phần các thông số chủ yếu của máy bơm. Câu 2: Cột nớc đã đợc tính ở câu 1 là cột nớc do máy bơm tạo ra nhằm một phần để khắc phục độ cao địa hình (H đh = Z t Z h ) và tổn thất ở ống hút và ống đẩy h t . Tổn thất đó sẽ bằng h t = H H đh . Chú ý: Cột nớc mà máy bơm tạo ra là cột nớc đã tính đến tổn thất sinh ra trong máy bơm. 12 H×nh 1-1: S¬ ®å bè trÝ tæ m¸y b¬m 13 Đề 2 Một tổ máy bơm đợc lắp nh hình 1-2. Động cơ nối trực tiếp với máy bơm không qua thiết bị truyền động, đờng kính chỗ vào và chỗ ra máy bơm D 1 = 1100mm; D 2 = 900mm. Khi máy bơm làm việc ngời ta đo đợc lu lợng Q = 1,2m 3 /s. Số đo trên chân không kế thứ nhất H CK = 2,8m và chân không kế thứ hai H' CK = 1,35m. 1) Tính cột nớc bơm? 2) Tính công suất hiệu quả, công suất bơm và công suất tổ máy biết hiệu suất của bơm b = 0,82 và hiệu suất động cơ đc = 0,92. Hớng dẫn: Câu 2: Công suất của tổ máy đợc tính bằng: N t = t Nh q t : Hiệu suất của tổ máy t = b . đc . trd trd : Hiệu suất truyền động. ở đây động cơ và bơm nối cứng nên trd = 1,0. Hình 1-2: Sơ đồ bố trí tổ máy bơm Đề 3 Một máy bơm có đờng kính chỗ vào D 1 = 250mm, đờng kính chỗ ra D 2 = 200mm đặt ở cao trình (hình 1-3) Z đm = +8,0m, bơm nớc từ bể hút có cao trình Z h = +10,0m lên bể tháo có mực nớc Z t = +60m. 1) Để đo áp lực ở chỗ vào 1 và chỗ ra 2 của máy bơm ngời ta lắp loại đồng hồ gì? Vì sao? 2) Nếu vị trí đồng hồ nh hình vẽ; số đo trên đồng hồ 1 là 3,0kg/cm 2 và đồng hồ 2 là 60 kg/cm 2 . Lu lợng đo đợc Q = 250 l/s. Tính cột nớc bơm. [...]... đờng kính bánh xe công tác của máy bơm (chỉ sử dụng cho máy bơm li tâm với mức độ gọt cho phép) Mức độ gọt lớn nhất phụ thuộc vào tỷ tốc ns của máy bơm Hình 2-6: Đờng đặc tính của máy bơm li tâm hai cửa nớc vào 12 - 9, n = 1450 v/ph Trong thí dụ này chúng ta dùng phơng pháp gọt đờng kính bánh xe công tác của máy bơm 10 - 6 để máy bơm đó cung cấp chính xác lu lợng và cột nớc thiết kế mà đề bài đã yêu...14 Hình 1-3: Sơ đồ bố trí tổ máy bơm Hớng dẫn: Câu 2: Cần chú ý đến vị trí đo của các đồng hồ 1 và 2 Đề 4 Một máy bơm có đờng đặc tính nh hình vẽ (hình 1-4) 1) Máy bơm đó là loại máy bơm gì? Vì sao? 2) Giải thích các đờng quan hệ trên biểu đồ Các đờng quan hệ đó biểu thị các tính năng gì? Hình 1-4: Đờng đặc tính máy bơm 28B-12, n = 600 v/f 15 3) Nếu cột nớc cần là H = 60m, máy bơm sẽ bơm đợc lu lợng... Đờng kính bánh xe công tác của máy bơm (m) KH, Kq, Kh hệ số cột nớc, hệ số lu lợng và hệ số độ d khí thực 36 H, Q, h là cột nớc, lu lợng, độ d khí thực cho phép của máy bơm cần phải tính toán Hình 2-8: Đờng đặc tính không thứ nguyên của máy bơm hớng trục OII3 Dựa vào các công thức trên ta xác định các công thức H, Q và h cho máy bơm O3 - 145; n = 428 v/ph và vẽ đờng đặc tính kỹ thuật của máy bơm đó Q... của máy bơm ly tâm hai cửa nớc vào 5HB có số vòng quay n = 1450 v/ph So sánh hai phơng án ta thấy: Cả hai máy đều đảm bảo cung cấp chính xác lu lợng và cột nớc thiết kế nhng: 29 + Máy bơm 8K-12 có hiệu suất lớn hơn 12%, công suất trục nhỏ hơn 20,3%; chiều cao chân không cho phép của máy bơm lớn hơn 1,5m, trọng lợng máy bơm nhẹ hơn 91 kg, kích thớc sẽ nhỏ hơn, giá thành xây dựng sẽ giảm đi + Máy bơm. .. Khoảng cách thẳng đứng giữa hai điểm đo và chân không Z = 0,3 m 2- Hệ số công suất của động cơ cos = 0,89 3- Hiệu suất của động cơ đc = 90,6% 4- Động cơ nối trực tiếp với máy bơm tr = 1 Hình 2-2: Sơ đồ lắp ráp của máy bơm 5- Đờng kính cửa vào của máy bơm Dv = 6- Đờng kính cửa ra của máy bơm Dra = 250 mm 7- Sơ đồ lắp ráp của máy bơm nh hình 2-2 áp lực 300 mm Bài giải: 1) Công suất tại trục của động... chọn máy bơm nào chỉ cần giảm số vòng quay xuống một chút, vì trong trờng hợp này không cần phải có sự thoả thuận của nhà máy chế tạo máy bơm và độ bền, còn trờng hợp tăng số vòng quay thì phải đợc sự thoả thuận của nhà máy Trong bài này chúng ta chọn máy bơm 10 - 9 có số vòng quay n = 1450 v/ph làm máy bơm mẫu, sau đó giảm số vòng quay để máy bơm 10 - 9 cung cấp đủ lu lợng thiết kế QTK = 100 l/s và. .. động cơ nối trực tiếp với trục máy bơm nên công suất tại trục của máy bơm cũng bằng Nb = Nđc = 31,8 kW 2) Hiệu suất của máy bơm xác định theo công thức: % = b N hq N tr ì 100 Ntr: Công suất tại trục của máy bơm Ntr = Nb = 31,8 kW Nhq: Công suất hiệu quả của máy bơm, xác định theo công thức: (kW) Nhq = 9,81 x Q x H Theo sơ đồ lắp máy bơm ở hình 2-2 thì cột nớc H của máy bơm xác định theo công thức: H... Tổng tổn thất vì ma sát của máy bơm: hms = 0,44 + 4,843 = 5,283 m 2 2 Bỏ qua hiệu số cột nớc tốc độ ở bể tháo và bể hút (Vbt Vbh ) ì 1 0 thì cột 2g nớc toàn phần H của máy bơm là: H = 44 + 5,283 = 49,283 m Đáp số: H = 49,283 m 26 bi tập số 2 Đề: Xác định công suất trục của máy bơm, hiệu suất máy bơm và hiệu suất của tổ máy theo các số liệu dới đây: a - Lu lợng của máy bơm Q = 130 l/s N/cm2 b - Số... vi làm việc của máy bơm để cho 75%; N 95 kw là vùng đợc giới hạn bởi các đờng = 75% và N = .Q.H = 95kW 16 Hình 1-5: Đờng đặc tính máy bơm B-60 17 Đề 6 Đờng đặc tính máy bơm OB5-47, n = 960 v/ph biểu thị ở hình 1-6 1) Khi cần bơm với cột nớc Hyc = 8,5m; Qyc = 0,88 m3/s thì góc cánh quạt máy bơm sẽ đợc chọn bằng bao nhiêu? 2) Nếu trạm bơm có cột nớc thiết kế Htk = 8,0m, lu lợng trạm thiết kế Qtk... bao nhiêu máy bơm loại OB5-47 và góc cánh quạt bằng bao nhiêu là thích hợp? 3 3) Vẽ phạm vi làm việc của máy bơm để cho 80%; N 100 kW Hình 1-6: Đờng đặc tính máy bơm OB5-47 Đề 7 Đờng đặc tính không thứ nguyên của loại máy bơm theo mẫu 05 (O5) nh hình 1-7: 1) Vẽ đờng đặc tính của máy bơm O5-70 có số vòng quay n = 730 v/ph 18 2) Vẽ họ đờng đặc tính H = f(Q), = f(Q) và H = f(Q) ứng với góc cánh quạt . Các bài tập áp dụng 9 Phần thứ hai: Các bài tập mẫu 21 Bài tập số 1 23 Bài tập số 2 26 Bài tập số 3 27 Bài tập số 4 45 Bài tập số 5 55 Phần thứ ba: Đề tài đồ án môn học trạm bơm. toán thiết kế. Cuốn bài tập và đồ án môn học máy bơm và trạm bơm do giảng viên chính Nguyễn Công Tùng biên soạn, GS. PTS. Hoàng Lâm Viện, PTS. Lê Chí Nguyện hiệu đính và đợc Bộ Môn Máy Bơm và. uốn " ;Bài tập và đồ án môn học& quot; do Bộ Môn Máy bơm và Trạm bơm trờng Đại học Thuỷ Lợi biên soạn dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên các ngành thuỷ lợi, các hệ chính quy và tại chức