Thiết kế máy thủy luân

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG -♥  ♥ - ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY THỦY LUÂN Sinh viên thực Lớp Giáo viên hướng dẫn Giáo viên duyệt : Nguyễn Văn Thành & Võ Văn Lanh : 05C4A : TS Huỳnh Văn Hoàng : TS Phạm Thị Kim Loan Đà Nẵng 2010 NỘI DUNG THIẾT KẾ I MỤC ĐÍCH – Ý NGHĨA – KINH TẾ KỸ THUẬT II SƠ LƯỢC VỀ BƠM VÀ TUỐC BIN III TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TUỐC BIN(LANH) IV TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BƠM(THÀNH) V THIẾT KẾ TRỤC VI THIẾT KẾ Ổ VII NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI LẮP RÁP VÀ VẬN HÀNH MÁY VIII MỘT SỐ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC IX KẾT LUẬN I MỤC ĐÍCH – Ý NGHĨA – KINH TẾ KỸ THUẬT Nền kinh tế nước ta chủ yếu nông nghiệp, nhu cầu nước cho cánh đồng vào vụ mùa điều tất yếu Đặc biệt vùng cao nơi có nguồn nước với lưu lượng lớn cột áp thấp mà điện lưới chưa kéo đến lúc ta lợi dụng nguồn thủy để bơm nước vào cánh đồng Máy thủy luân thiết bị đáp ứng yêu cầu Cấu tạo máy thủy luân chia làm hai phận chính: tuốc bin bơm Tuốc bin có nhiệm vụ biến đổi lượng dòng nước thành trục quay kéo bơm để bơm nước Vì chúng em nhận đề tài với thông số sau: Thông số tuốc bin: Q = m3/s; H = 2m Thông số bơm: Q = m3/s; H = m II SƠ LƯỢC VỀ BƠM VÀ TUỐC BIN 1.SƠ LƯỢC VỀ BƠM Bơm máy dùng để di chuyển chất lỏng tăng lượng dòng chất lỏng Trong kĩ thuật có loại bơm sử dụng rộng rãi: bơm li tâm, bơm hướng trục bơm píttông Với thông số đề tài ta chọn sơ bơm cần thiết kế bơm li tâm H(m) 10000 Bơm píttông 1000 Bơm ly tâm 100 10 Bơm hướng trục 10 100 1000 10000 Q(m3/h) 100000 Sơ đồ kết cấu bơm ly tâm 1.Bộ phận hướng dòng; 2.BCT bơm; 3.Vòng làm kín; 4.Trục bơm; 5.Ổ bi đỡ chặn; 6.Đai ốc hãm; 7.Đệm; 8.Bộ phận dẫn dòng SƠ LƯỢC VỀ TUỐC BIN Tuốc bin loại động chạy bằng sức nước, dùng để biến đổi lượng dòng nước thành Tuốc bin thường làm việc phạm vi cột nước H = ÷ 2000m ứng với trị số lưu lượng khác H = ÷ 70m thường sử dụng tuốc bin hướng trục H = 10 ÷ 400m sử dụng tuốc bin tâm trục H = 200 ÷ 2000m sử dụng tuốc bin gáo Như với thông số đề tài ta chọn tuốc bin cần thiết kế tuốc bin hướng trục Vì tài liệu tham khảo nên em chọn tuốc bin cần thiết kế theo loại tuốc bin mô hình đồng dạng III TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TUỐC BIN(LANH) Tuốc bin hướng trục có hai loại: cánh quạt cánh quay Hướng chảy vào, BCT theo phương dọc trục Tuốc bin hướng trục có sau: Cấu tạo tuốc bin 1-Ống hút, 2- BCT, 3- Bộ phận hướng dòng, 4- Buồng xoắn, 5- Cơ cấu điều chỉnh, 6- Trục TUỐC BIN MÔ HÌNH CQ20/150 ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH TỔNG HỢP CHÍNH CỦA TUỐC BIN CQ20/150 TÍNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA TUỐC BIN Công suất tính toán trục tuốc bin: N = ρ.g.H.Q.ηT Trong đó: g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s ηT: hiệu suất tuốc bin, chọn ηT = 0,87 H: cột nước tính toán, H = m Q: lưu lượng tính toán, Q = m3/s N =1000.9,81.2.3.0,87 = 51208 W = 51,208 kW Theo ĐĐTTHC tuốc bin mô hình ta chọn: Số vòng quay quy dẫn: n1’ = 135 vg/ph Lưu lượng quy dẫn: Q1’ = 1200 l/s Q Tính đường kính BCT D1: D1 = = = 1,33m QI ' H tt 1,2 Chọn D1 = 1,4m Tính số vòng quay trục tuốc bin: n ' H tt 135 n = Itt = = 140vg / ph D1 1,4 β1 β∞ β2 Tam giác vận tốc β1 = 14,23 = 14o13’ β2 = 8,58= 8o34’ β∞ =10,71 = 10o42’ w∞ = c1m 1,05 = = 5,65m / s o sin β ∞ sin 10,71 λ= 1,43o α1 Tính toán buồng xoắn: Vì tuốc bin cở nhỏ nên ta chọn buồng tuốc bin buồng xoắn hở chữ nhật Kết cấu buồng xoắn hở IV TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BƠM(THÀNH) Từ thông số: Ntb = 51,208 kW n = 140 vg/ph Xác định: 3,65.n Q ns = = 152,8vg / ph H4 Q Q1 ' = = = 1,02m / s η 0,98 N = 114mm n Chọn dt = 130 mm dt ≥ C r d t b d D o r b1 Sơ đồ tính toán BCT Do = 0,85 m r1 = 0,34m b1 = 0,26m r2 = 0,703m Đồ vận tốc cửa vào BCT: m W1 W10 c1m W1’ c1m’ δ β1 c1u β1 = 25o δ = 2o22’ β10 = 22o38’ u1 = 4,98 m/s w1 = 4,93 m/s c1m = 2,08 m/s c’1m = 1,86 m/s β10 c1u Đồ vận tốc cửa BCT: c2 c2m β2 c’2∞ c’2u c2u∞ u2 u2 = 10,45 m/s c2m = 1,43 m/s β2 = 19˚ c’2m = 1,3 m/s c’u = 5m/s W2 Thiết kế hình dạng cánh BCT bơm: Bản vẽ chế tạo BCT bơm TÍNH TOÁN PHẦN DẪN DÒNG CỦA BƠM(THÀNH) Bản vẽ ống tháo xoắn V THIẾT KẾ TRỤC Xác định lực tác dụng lên máy: Khi máy làm việc ổ bi đỡ tuốc bin - bơm chịu lực sau: - Lực dọc trục tác dụng lên BCT tuốc bin F ztb π Fztb = γ H ( D12 − d b2 ) = 26,35kN - Lực dọc trục bơm Fzb Fzb = 12,79 kN - Trọng lượng BCT tuốc bin Gtb bơm Gb Gtb = 22kN Gb = 7,11kN - Trọng lượng trục Gtr Gtr = 3,65kN - Đồng thời lực gây mômen xoắn trục lực vòng tác dụng 2.MFxvt lên BCT F = = 5(kN ) vt D1 Bản vẽ chế tạo trục Bản vẽ tổng thể máy Sơ đồ lắp đặt máy KẾT LUẬN Sau ba tháng thực hiện, chúng em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp:”Thiết kế máy thủy luân” mình, tiêu thiết kế đạt yêu cầu Đề tài chủ yếu trọng hai vấn đề: thiết kế tuốc bin hướng trục thiết kế bơm ly tâm Kết cấu đơn giản, dễ lắp ráp nơi sử dụng Em xin chân thành cám ơn giúp đỡ thầy hướng dẫn đã giúp chúng em hoàn thành đồ án ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG -♥  ♥ - ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY THỦY LUÂN Sinh viên thực Lớp Giáo viên hướng dẫn Giáo viên duyệt : Nguyễn Văn Thành & Võ Văn Lanh : 05C4A : TS Huỳnh Văn Hoàng : TS Phạm Thị Kim Loan Đà Nẵng 2010 [...]... 2.MFxvt lên BCT F = = 5(kN ) vt D1 Bản vẽ chế tạo trục Bản vẽ tổng thể máy Sơ đồ lắp đặt máy KẾT LUẬN Sau hơn ba tháng thực hiện, chúng em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp: Thiết kế máy thủy luân của mình, các chỉ tiêu thiết kế đạt yêu cầu Đề tài chủ yếu chú trọng hai vấn đề: thiết kế tuốc bin hướng trục và thiết kế bơm ly tâm Kết cấu đơn giản, dễ lắp ráp tại nơi sử dụng Em xin chân thành cám... cửa ra của BCT: c2 c2m β2 c’2∞ c’2u c2u∞ u2 u2 = 10,45 m/s c2m = 1,43 m/s β2 = 19˚ c’2m = 1,3 m/s c’u = 5m/s W2 Thiết kế hình dạng cánh BCT bơm: Bản vẽ chế tạo BCT bơm TÍNH TOÁN PHẦN DẪN DÒNG CỦA BƠM(THÀNH) Bản vẽ ống tháo xoắn V THIẾT KẾ TRỤC Xác định các lực tác dụng lên máy: Khi máy làm việc thì ổ bi đỡ của tuốc bin - bơm chịu các lực sau: - Lực dọc trục tác dụng lên BCT của tuốc bin F... ráp tại nơi sử dụng Em xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn đã giúp chúng em hoàn thành đồ án này ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG -♥  ♥ - ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY THỦY LUÂN Sinh viên thực hiện Lớp Giáo viên hướng dẫn Giáo viên duyệt : Nguyễn Văn Thành & Võ Văn Lanh : 05C4A : TS Huỳnh Văn Hoàng : TS Phạm Thị Kim Loan Đà Nẵng 2010 ... hướng dòng Z0 24 Chọn L = 215 mm Hình vẽ thiết kế bộ phận hướng dòng TÍNH TOÁN VÀ CHỌN HÌNH DẠNG PRÔFIN CÁNH: Cơ sở để tính toán và chọn hình dạng prôfin cánh:       α0   Chảy bao hình trụ bằng dòng chất lỏng thực Tính toán chọn biên dạng cánh: Biên dạng cánh BCT tuốc bin Bản vẽ chế tạo BCT tuốc bin Tính toán thủy lực: Sơ đồ tính toán thủy lực Vận tốc vòng: π n.Dtb 3,14.140.0,95... =10,71 = 10o42’ w∞ = c1m 1,05 = = 5,65m / s o sin β ∞ sin 10,71 λ= 1,43o α1 Tính toán buồng xoắn: Vì đây là tuốc bin cở nhỏ nên ta chọn buồng tuốc bin là buồng xoắn hở chữ nhật Kết cấu buồng xoắn hở IV TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BƠM(THÀNH) Từ các thông số: Ntb = 51,208 kW n = 140 vg/ph Xác định: 3,65.n Q ns = = 152,8vg / ph 3 H4 Q 1 Q1 ' = = = 1,02m 3 / s η 0,98 N = 114mm n Chọn dt = 130 mm dt ≥ C 3