CƠ LƯU CHẤT: MÁY BƠM

CHƯƠNG 6. MÁY BƠM 1. KHÁI NIỆM Bơm là thiết bị chính cung cấp năng lượng cho dòng chảy nhằm thắng tất cả trở lực trên đường đi hoặc nâng chất lỏng lên một độ cao nào đó Các chú ý khi chọn và sử dụng bơm: Bơm hoạt động bình thường, ít xảy ra hư hỏng Dễ điều chỉnh các thông số kỹ thuật, như áp suất, lưu lượng Dễ thay thế phụ tùng khi cần thiết Giá cả chấp nhận được Ngoài ra phải xét tới các lý tính và hóa tính của lưu chất tại nơi đặt bơm nữa. 1. Phân loại bơm Theo nguyên lý hoạt động bơm chia làm hai nhóm chính sau đây: Bơm thể tích Bơm động lực

CHƯƠNG MÁY BƠM KHÁI NIỆM Bơm thiết bị cung cấp lượng cho dòng chảy nhằm thắng tất trở lực đường nâng chất lỏng lên độ cao Các ý chọn sử dụng bơm: - Bơm hoạt động bình thường, xảy hư hỏng - Dễ điều chỉnh thông số kỹ thuật, áp suất, lưu lượng - Dễ thay phụ tùng cần thiết - Giá chấp nhận - Ngoài phải xét tới lý tính hóa tính lưu chất nơi đặt bơm Phân loại bơm Theo nguyên lý hoạt động bơm chia làm hai nhóm sau đây: - Bơm thể tích - Bơm động lực Các thông số chính của bơm  Lưu lượng, ký hiệu Q:  Áp suất toàn phần gọi cột áp – ký hiệu H; mcl  Chiều cao hút bơm – Ký hiệu Zh; mcℓ  Công suất bơm – Ký hiệu N; kW Công suất bơm xác định theo công thức:  Hệ số quay nhanh – Ký hiệu ns;v/phút  Dựa vào hệ số quay nhanh ta chọn bơm sau • Bơm piston bơm rotor ns = 50; v/phút • Bơm ly tâm ns = (50 ÷ 500); v/phút • Bơm hướng tâm ns = (500 ÷1200); v/phút II BƠM THỂ TÍCH Đặc điểm chung: • Lưu lượng cung cấp không • Bơm lưu chất có độ nhớt cao cao • Làm việc áp suất cao, lưu lượng nhỏ • Dễ hư hỏng, cố Bơm piston a Phân loại bơm piston Có cách phân loại sau: Theo cấu truyền động; theo số lượng cấp; theo số lần tác động; theo vị trí piston; theo áp suất làm việc; theo suất b Cấu tạo nguyên lý hoạt động c Tính lưu lượng (năng suất) Công thức tính Nguyên lý làm việc máy bơm hai tác động (Hình 3) d Quy luật chuyển động của piston xilanh e Đồ thị cung cấp lưu lượng f Tác dụng của bầu khí - Ở hình (H6.2) ta thấy có hai bầu khí Do có tượng mạch nhảy nói nên lưu lượng bơm cung cấp không đều, dễ sinh lực quán tính Lực làm tăng ma sát, khiến cho lượng vận chuyển dòng yếu - Vậy để khắc phục lực quán tính đó, bơm piston người ta thường gắn thêm hai bầu khí, nhờ bầu khí mà lưu lượng dòng chảy điều hòa g Chiều cao hút của bơm ;mcl h Đường đặc tính của bơm piston i.Công suất chỉ thị – Ni ; kW j Các phụ kiện kèm theo hệ thống máy bơm • Crêpin: Vừa đóng vai trò van chiều gắn cuối đường ống hút, vừa đóng vai trò lưới chắn rác tránh lọt vào đường ống • Van chiều: Gắn đường ống đẩy giúp bơm khởi động dễ • Áp kế: Nên gắn đầy đủ ống hút ống đẩy để kiểm soát tính ổn định bơm • Van xả gió: Giúp hệ thống tránh va đập thủy lực Bơm rotor Bơm roto loại bơm thể tích, bơm roto có nhiều loại khác gồm bơm bánh răng, bơm cánh trượt, bơm trục vít a Bơm bánh Năng suất xác định theo: b Bơm trục vít : m3/s Năng suất tính theo: III BƠM ĐỘNG LỰC Bơm ly tâm Bơm động lực gồm loại sau đây: bơm ly tâm, bơm hướng trục, bơm turbin, … dùng rộng rãi ngành kinh tế dân dụng - Lưu chất qua bơm nhận thêm công lực ly tâm sinh nhờ rôto thân bơm hoạt động - Ưu điểm: dễ sử dụng, dễ điều chỉnh thông số kỹ thuật, trình làm việc không hư hỏng lặt vặt, bơm lưu chất có độ nhớt cao, chi tiết rôto hao mòn lực ma sát học không đáng kể, đặc biệt không cần nhập ngoại giá thành chấp nhận a Phân loại bơm ly tâm Như loại bơm khác, bơm ly tâm phân loại theo nhiều cách khác nhau:  Phân loại theo áp suất  Phân loại theo số cấp  Phân loại theo phương thức chuyển chất lỏng vào  Phân loại theo hệ số quay nhanh ns  ns = (40 ÷ 80) v/phút → bơm quay chậm  ns = (80 ÷ 150) v/phút → bơm quay vừa  ns = (150 ÷ 500) v/phút → bơm quay nhanh  ns = (500 ÷ 1200) v/phút → bơm hướng trục b Cấu tạo nguyên lý c Phương trình bản của bơm ly tâm     Ký hiệu: Điểm (1) – Lưu chất vào rôto, bán kính r1; m Điểm (2) – Lưu chất khỏi rôto, bán kính r2; m U: vận tốc vòng lưu chất với rôto; m/s W: vận tốc tương đối lưu chất từ điểm (1) điểm (2)  C: vận tốc tuyệt đối lưu chất qua rôto;  α: góc tạo véc tơ  β: góc tạo véc tơ và Mối quan hệ cánh sơ đồ vận tốc chuyển động cánh bơm biểu diễn hình sau:  Phương trình bơm ly tâm có dạng tổng quát  Ý nghĩa vật lý số hạng - (a): Là biến thiên áp suất lực ly tâm tác dụng lên lưu chất để làm cho chuyển động từ điểm (1) điểm (2) - (b) Là thay đổi áp suất thay đổi áp suất qua rôto - (c) Sự biến thiên động dòng lưu chất từ điểm (1) điểm (2)  Phương trình bơm ly tâm Euler tìm ra:  Để tránh va đập làm hư bơm, cho α1 = 900, d Áp suất toàn phần Trong chất e Tính suất (lưu lượng) hệ số tuần hoàn lưu Năng suất bơm ly tâm xác định công thức thực nghiệm: Q = η.π.D.B.Cr ; m3/s f Đường đặc tính của bơm ly tâm Về mặt lý thuyết quan hệ (H – Q) quan hệ bậc nhất, thực tế mối quan hệ thuộc loại bậc 2, có dạng : H = f (Q) g Điểm làm việc của bơm Hai đường cong (H – Q) trở lực Σh cắt điểm (A) hình (H6.11) Điểm (A) gọi điểm làm việc bơm, điều chỉnh điểm (A) theo yêu cầu kỹ thuật A [QA; HA; η A] h Đường đặc tính tổng hợp i Đường đặc tính bơm gắn vào mạng ống H = Const + KQ2 ; mcl j Định luật tỉ lệ    k Bơm ghép song song nối tiếp Nếu cần lưu lượng lớn, ghép song song hai bơm nhiều bơm lại với nhau, đường đặc tính thay đổi Ứng dụng trường hợp để tưới tiêu nông nghiệp nhập liệu vào thiết bị cần lưu lượng lớn Ngược lại, cần tạo áp suất cao ghép nối tiếp chúng lại với Sơ đồ ghép song song hai bơm đường đặc tính ghép  Sơ đồ ghép nối tiếp hai bơm đường đặc tính ghép m Hiện tượng xâm thực cách khắc phục Hiện tượng: Tại nơi thân bơm làm việc, áp suất giảm đột ngột làm cho lưu chất bay hơi, tạo nên túi (khí + hơi), túi chuyển động hỗn lọan có xu hướng tập trung phía vỏ bơm, điều kiện túi (khí + hơi) ngưng tụ lại tạo nên khoảng trống, lưu chất nơi khác dồn khoảng trống với động lớn dễ làm hư bơm Nếu lưu chất có tính ăn mòn kim lọai bơm dễ bị hư hại Hiện tượng gọi tượng xâm thực Cách khắc phục: • Tăng áp suất hút lên, cách hạ tâm bơm xuống gần thấp mặt thóang • Ống hút phải kín tuyệt đối tránh bọt không khí vào • Kiểm định lại áp suất bão hòa nơi gắn bơm có phù hợp không n Chiều cao hút của bơm ly tâm ;mcl p Bơm ly tâm nhiều cấp 2.Bơm hướng trục Bơm hướng trục loại bơm động lực, đặc điểm lưu lượng lớn, mà tạo áp suất không cao, số vòng quay nhanh khoảng (600 ÷ 1200) v/phút Được dùng thiết bị cần bơm với lưu lượng lớn KẾT LUẬN Khi sử dụng loại bơm nào, ta nên xét đến phạm vi hoạt động để tránh tải bơm theo hình sau đây: BÀI TẬP Bài Tính chiều cao hút Zh máy bơm có thông số sau đây: • Lưu lượng Q = 10 ℓ/s • Chiều dài ống hút ℓ = 4m • Đường kính ống hút d = 75mm • Hệ số ma sát λ = 0,03 • Trở lực cục Σξ = • Lấy g = 10 m/s2 ; α = • Áp suất chân không vào bơm Pck = 0,6 at GIẢI Bài Một máy bơm có thông số sau đây: - Lưu lượng Q = ℓ/s - Áp suất chân không vào bơm Pck = 0,4 at - Áp suất dư khỏi bơm Pd = at - Hiệu suất η = 85% - Đường kính ống hút ống đẩy g = 10 m/s2 - Lưu chất nước có ρ = 1000 kg/m3 Bỏ qua trở lực qua bơm Tính công suất bơm thời gian bơm đầy bể chứa V = 20 m3, biết hệ số chứa đầy ϕ = 90% GIẢI Bài Bơm ly tâm làm việc với số vòng quay n1 = 1200 v/phút có đường đặc tính cho Bảng 1: n1 = 1200 v/phút Bơm nước từ bể (A) lên bể (B) thông với khí trời với ∆Z = 8m Chiều dài đường ống hút ℓh = 10m, đường kính ống hút dh = 100mm, chiều dài ống đẩy lđ = 30m, đường kính ống dđ = 75mm, hệ số ma sát λ = 0,03, tổn thất cục ξh = ξđ = 6, g = 10 m/s2, α = Tính công suất bơm Nếu số vòng quay giảm 10% tức n2 = 1080 v/phút công suất thay đổi nào? Q1 (l/s) 10 12 H1 ( m H2O) 15 16 15 13 11 n (%) 45 65 75 80 75 60 Trước hết dựa vào số liệu bảng – dựng đồ thị (H – Q): GIẢI [...]... hướng trục Bơm hướng trục là một loại bơm động lực, đặc điểm của nó là lưu lượng lớn, mà tạo áp suất không cao, số vòng quay nhanh khoảng (600 ÷ 1200) v/phút Được dùng trong các thiết bị cần bơm với lưu lượng lớn KẾT LUẬN Khi sử dụng bất kỳ loại bơm nào, ta nên xét đến phạm vi hoạt động của nó để tránh sự quá tải của bơm theo hình sau đây: 4 BÀI TẬP Bài 1 Tính chiều cao hút Zh của một máy bơm có các... làm hư bơm Nếu lưu chất có tính ăn mòn kim lọai thì bơm càng dễ bị hư hại Hiện tượng như vậy gọi là hiện tượng xâm thực Cách khắc phục: • Tăng áp suất hút lên, bằng cách hạ tâm bơm xuống gần hoặc thấp hơn mặt thóang • Ống hút phải kín tuyệt đối tránh bọt không khí vào • Kiểm định lại áp suất bão hòa tại nơi gắn bơm có phù hợp không n Chiều cao hút của bơm ly tâm ;mcl p Bơm ly tâm nhiều cấp 2 .Bơm. .. một máy bơm có các thông số sau đây: • Lưu lượng Q = 10 ℓ/s • Chiều dài ống hút ℓ = 4m • Đường kính ống hút d = 75mm • Hệ số ma sát λ = 0,03 • Trở lực cục bộ Σξ = 6 • Lấy g = 10 m/s2 ; α = 1 • Áp suất chân không vào bơm Pck = 0,6 at GIẢI Bài 2 Một máy bơm có các thông số sau đây: - Lưu lượng Q = 5 ℓ/s - Áp suất chân không vào bơm Pck = 0,4 at - Áp suất dư ra khỏi bơm Pd = 4 at - Hiệu suất η = 85% - Đường... Hiệu suất η = 85% - Đường kính ống hút bằng ống đẩy g = 10 m/s2 - Lưu chất là nước có ρ = 1000 kg/m3 Bỏ qua trở lực qua bơm Tính công suất của bơm và thời gian bơm đầy bể chứa V = 20 m3, biết hệ số chứa đầy ϕ = 90% GIẢI Bài 3 Bơm ly tâm làm việc với số vòng quay n1 = 1200 v/phút có đường đặc tính cho dưới đây Bảng 1: n1 = 1200 v/phút Bơm nước từ bể (A) lên bể (B) đều thông với khí trời với ∆Z = 8m Chiều... nối tiếp hai bơm và đường đặc tính ghép m Hiện tượng xâm thực và cách khắc phục Hiện tượng: Tại một nơi nào đó trong thân bơm làm việc, áp suất giảm đột ngột làm cho lưu chất bay hơi, tạo nên các túi (khí + hơi), các túi này chuyển động hỗn lọan nhưng có xu hướng tập trung ra phía vỏ bơm, tại đây trong điều kiện nào đó thì các túi (khí + hơi) ngưng tụ lại và tạo nên các khoảng trống, lưu chất các... dài đường ống hút ℓh = 10m, đường kính ống hút dh = 100mm, chiều dài ống đẩy lđ = 30m, đường kính ống dđ = 75mm, hệ số ma sát λ = 0,03, tổn thất cục bộ ξh = ξđ = 6, g = 10 m/s2, α = 1 Tính công suất của bơm Nếu số vòng quay giảm 10% tức là n2 = 1080 v/phút thì công suất thay đổi như thế nào? Q1 (l/s) 2 4 6 8 10 12 H1 ( m H2O) 15 16 15 13 11 8 n (%) 45 65 75 80 75 60 Trước hết dựa vào số liệu bảng ... gồm bơm bánh răng, bơm cánh trượt, bơm trục vít a Bơm bánh Năng suất xác định theo: b Bơm trục vít : m3/s Năng suất tính theo: III BƠM ĐỘNG LỰC Bơm ly tâm Bơm động lực gồm loại sau đây: bơm. .. chọn bơm sau • Bơm piston bơm rotor ns = 50; v/phút • Bơm ly tâm ns = (50 ÷ 500); v/phút • Bơm hướng tâm ns = (500 ÷1200); v/phút II BƠM THỂ TÍCH Đặc điểm chung: • Lưu lượng cung cấp không • Bơm. .. đẩy giúp bơm khởi động dễ • Áp kế: Nên gắn đầy đủ ống hút ống đẩy để kiểm soát tính ổn định bơm • Van xả gió: Giúp hệ thống tránh va đập thủy lực Bơm rotor Bơm roto loại bơm thể tích, bơm roto