bài giảng máy và thiết bị môi trường

BÀI GIẢNG MÁY VÀ THIẾT BỊ MÔI TRƯỜNG ThS: Hoàng Ngọc Anh Bộ môn Công nghệ Kĩ thuật Môi trường Vấn đề 1: Vận chuyển chất lỏng và nén khí BƠM  Khái niệm: Bơm là thiết bị chính cung cấp năng lượng cho chất lỏng để:  Tạo lưu lượng chảy trong thiết bị  Nâng chất lỏng lên độ cao  Thắng trở lực đường ống  Phân loại: • Bơm thể tích • Bơm li tâm • Bơm không có bộ phận truyền động 1. Khái niệm và phân loại bơm 2.1.Bơm thể tích: Nguyên lý làm việc: Dựa vào bộ phận thay đổi thể tích trong bơm mà chất lỏng được hút vào và đẩy đi . Nếu bộ phận thay đổi thể tích trong bơm dao động tịnh tiến gọi là bơm piston. Nếu chuyển động quay gọi là bơm roto, bơm bánh răng, bơm trục vít.  2.1.1 Bơm piston: 1. Phân loại:  -Dựa vào chất lỏng cần vận chuyển: Bơm các loại dung dịch hoá học, xút, phèn, clo, axit, xăng…  -Dựa vào số lần tác dụng: bơm tác dụng đơn, bơm tác dụng kép  -Dựa vào năng suất, áp suất của bơm tạo ra: năng suất thấp,vừa; áp suất thấp, vừa, cao  Trong các loại bơm thì bơm piston tạo ra áp suất lớn nhất : 80 ÷ 140 bar 2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc 2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của các loại bơm piston: a. Bơm tác dụng đơn:  Gọi F là tiết diện piston. Khi piston di chuyển từ T đến P: thể tích xi lanh tăng, áp suất giảm. Lượng chất lỏng đựơc hút vào là F*S (m 3 ). Lúc này (3) mở, (4) đóng Khi piston di chuyển từ P đến T: thể tích xilanh giảm, áp suất tăng. Lượng chất lỏng đựơc đẩy lên (6) là F*S (m 3 ). Lúc này (4) mở, (3) đóng Sau 1 vòng quay,bơm được một lượng chất lỏng là F*S (m 3 ) 3 1 2 4 6 5 1.Bầu khí hút 2.Phin lọc hút 3.Clape hút 4.Clape đẩy 5.Van chặn đẩy 6.Bầu khí đẩy  Năng suất của bơm: Q = 60*F*S*n ,( m 3 /h)  Do piston chuyển động không đều. Sau một vòng quay, chất lỏng chỉ đẩy đi có 1 lần. Lượng chất lỏng cung cấp vào đương ống đẩy không được liên tục và đều đặn.  Để hạn chế nhược điểm trên, người ta lắp các bầu khí trước và sau bơm. Các bầu này có nhiệm vụ điều hoà lượng chất lỏng đi trong đường ống hút và đường ống đẩy  Đối với chất lỏng gây cháy nổ thì không dùng bầu khí b)Bơm vi sai:  Khi piston chuyển động từ T sang P :  Xy lanh A : VXL A tăng, áp suất giảm. Lượng chất lỏng đựơc hút vào xy lanh A là F*S (m 3 ). Lúc này (1) mở, (2) đóng  Xy lanh B : VXLB giảm, áp suất tăng. Chất lỏng được đẩy vào đường ống đẩy một lượng: ( F – f)*S (m 3 )  F và f là tiết diện của piston và cán piston.Khi piston chuyển động từ T sang P :  Xy lanh A: (1) đóng, (2) mở, chất lỏng được đẩy đi một lượng F*S (m 3 )  Lượng chất lỏng được nạp vào xy lanh B một lượng ( F – f)*S  Lượng còn lại được đẩy vào đường ống đẩy: F*S –(F-f)*S = f*S Vào ống đẩy A B Vòng đệm kín trục Cán piston 1 2  Sau 1 vòng quay, lượng chất lỏng được đẩy đi: (F- f)*S + f*S = F*S, ( m 3 /vòng)  Năng suất của bơm: Q = 60*F*S *n ,(m 3 /h) Nhận xét: Năng suất của bơm vi sai và bơm piston bằng nhau. Bơm vi sai có ưu điểm là sau một vòng quay của bơm, chất lỏng được đẩy đi 2 lần. Do đó,lượng lỏng đưa vào ống đẩy đều đặn hơn so với bơm piston đơn. Bơm vi sai được ứng dụng để bơm nhiên liệu Để cho chất lỏng cung cấp vào đường ống đẩy khi bơm dịch chuyển từ từ trái qua phải bằng với lượng chất lỏng khi bơm đi từ phải qua trái, thì: (F-f)*S =f*S ⇒2f = F ⇒ d = D, d: là đường kính piston và cán pitson 2 D [...]... ta có thể bỏ bớt một số thiết bị như: • Van chặn hút • Van mồi chất lỏng • Đồng hồ đo áp suất hút và áp suất đẩy • Van chặn đẩy và van một chiều b) Cấu tạo 1: guồng 2: vỏ bơm 3: ống hút 4: ống đẩy 5: lưới lọc c) Nguyên lý làm việc Khi cánh guồng quay với vận tốc lớn, dưới tác dụng của lực ly tâm, chất lỏng theo đường ống hút 3 vào tâm guồng theo phương thẳng góc vào rãnh guồng và chuyển động với guồng... 2.2.1 Phân loại • Dựa vào số bậc (cấp): một cấp, hai cấp, ba cấp hay nhiều cấp (mục đích làm tăng áp suất của bơm lên) Dựa vào chất lỏng cần vận chuyển Dựa vào áp suất mà bơm tạo ra: - áp suất thấp < 20m cột nước - áp suất trung bình từ 20m đến 60m cột nước - áp suất cao > 60m cột nước Dựa vào cách bố trí sắp xếp của trục bơm: bơm có trục nằm ngang hoặc thẳng đứng 2.2.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc... g * H η d) Công suất chọn môtơ điện Nm = β* Q* ρ* g* H η β: hệ số an toàn (1,1 – 2) 4) Chiều cao hút và hiện tượng xâm thực của bơm a) Chiều cao hút Là khoảng cách hình học từ bề mặt thoáng chất lỏng tới trục bơm Gọi P1 và W1 là áp suất và vận tốc của chất lỏng tại cửa hút của bơm PA và WA là áp suất và vận tốc tại bề mặt thoáng của chất lỏng Theo pt bernoulli: 2 A PA + ρ* W = P1 + 2 W12 ρ* 2 +ρ*g*Hh... giữa lưu lượng của chất lỏng chuyển động trong đó và áp suất cần thiết d) Điểm làm việc của bơm Là giao điểm của đường đặc tuyến mạng ống và đường đặc tuyến của bơm e) Định luật tỉ lệ Khi thay đổi số vòng quay của bơm thì năng suất Q và áp suất H cũng thay đổi theo tỉ lệ sau: Q' Q = n ' n H ' H  n'  =  n N '  n'  =  N n 2 3 6) Bơm ghép nối tiếp và song song a) Bơm ghép nối tiếp Mục đích: cần... P1 W1 ⇒ Hh = - HSH ; với HSH = 2 ρ* g 2 ∆PS A −1 ρ*g Gỉa sử chất lỏng có P =PS Để bơm làm việc được thì P1 > PS ( chất lỏng tại cửa hút mới không bị hoá hơi Pa − PS ⇒ Hh < ρ*g 2 W1 *g - Hsh 2 Để tăng Hh : Giảm Hsh : Chọn và thiết kế đường ống hút đơn giản và ngắn gọn nhất Chọn vận tốc của chất lỏng đi trong ống vừa phải (12m/s) Giảm PS : bằng cách hạ nhiệt độ của chất lỏng xuống T, 0C 5 10 20 30 40... tại đó, áp suất chất lỏng bé nhất) Khi đó chất lỏng sẽ bị hoá hơi Một phần ngưng tụ lại, đồng thời tạo áp suất lớn và dồn về bơm, gây ra va đâp thuỷ lực Bơm sẽ bị hỏng hoặc giảm tuổi thọ • Biện pháp tránh hiện tượng xâm thực: tăng áp suất chất lỏng ở cửa hút bằng cách giảm chiều cao hút của bơm 5) Xây dựng đường đặc tuyến bơm, đặc tuyến mạng ống và điểm làm việc của bơm a) Xây dựng đường đặc tuyến bơm... F và f là tiết diện của piston và cán piston Khi piston di chuyển từ T qua P: Xy lanh A: (1) mở ,(2) đóng Chất lỏng đựơc nạp vào xy lanh A một lượng là F*S , (m3) Xy lanh B : (3) đóng, (4) mở Chất lỏng được đẩy đi một lượng : (F- f)*S Khi piston di chuyển từ P qua T: Xy lanh A: (1) đóng, (2) mở Chất lỏng được xy lanh A đẩy đi một lượng : F*S , (m3) Xy lanh B: (3) mở , (4) đóng Chất lỏng được nạp vào... hoặc phải có chất mồi -Lưới lọc: lọc cặn bẩn trước khi đi vào bơm gây tắc nghẽn Trong lưới lọc có van 1 chiều có tác dụng đóng lại sau khi ngừng bơm để lần khởi động tiếp theo không phải mồi chất lỏng cho bơm -Trước khi khởi động bơm cần mồi chất lỏng cho bơm: mở van mồi chất lỏng 4 Mở van xả khí 5 để xả khí trong bơm và đường ống hút ra ngoài Khi môi chất dâng ngập van số 5 thì đóng van số 5 lại Van... phương thẳng góc vào rãnh guồng và chuyển động với guồng Dưới tác dụng của lực ly tâm, áp suất chất lỏng tăng lên văng ra khỏi guồng và vào ống đẩy 4 Khi đó tâm bánh guồng có áp suất thấp chất lỏng dâng lên trong ống hút của bơm Do đó khi guồng quay thì chất lỏng được hút và đẩy đi liên tục •Các dạng cánh guồng: -Cánh guồng cong về phía trước -Cánh guồng cong về phía sau - Cánh guồng hướng kính •Theo... được Trong thực tế người ta ghép tối đa 3 bơm song song Vì khi số lượng bơm ghép càng nhiều thì năng suất và hiệu suất của bơm càng giảm so với bơm khi chưa ghép song song 7) So sánh bơm ly tâm và bơm piston a) Ưu điểm của bơm ly tâm so với bơm piston Bơm ly tâm cung cấp chất lỏng một cách liên tục và đều đặn Bơm li tâm cấu tạo đơn giản hơn, dễ vận hành, năng suất lớn Trục bơm làm việc với số vòng quay . BÀI GIẢNG MÁY VÀ THIẾT BỊ MÔI TRƯỜNG ThS: Hoàng Ngọc Anh Bộ môn Công nghệ Kĩ thuật Môi trường Vấn đề 1: Vận chuyển chất lỏng và nén khí BƠM  Khái niệm: Bơm là thiết bị chính cung. đường ống hút 3 vào tâm guồng theo phương thẳng góc vào rãnh guồng và chuyển động với guồng. Dưới tác dụng của lực ly tâm, áp suất chất lỏng tăng lên văng ra khỏi guồng và vào ống đẩy 4. Khi. công suất nhỏ người ta có thể bỏ bớt một số thiết bị như: • Van chặn hút • Van mồi chất lỏng • Đồng hồ đo áp suất hút và áp suất đẩy • Van chặn đẩy và van một chiều b) Cấu tạo 1: guồng 2: vỏ bơm 3: