Tài liệu môn Bơm quạt máy nén

HOATRAN BƠM QUẠT MÁY NÉN Mục lục PHẦN I: CÁC NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Nguyên lý thể tích: 2 Nguyên lý ly tâm: Nguyên lý cánh nâng: Nguyên lý phun tia: PHẦN II: CÁC LOẠI BƠM Bơm pittong tác dụng đơn Bơm pittong tác dụng kép: Bơm bánh răng: Bơm trục vít: Bơm cánh trượt Bơm hướng trục: Bơm ly tâm: 7.1 Phân loại bơm ly tâm: 10 7.2 Cấu tạo nguyên tắc hoạt động: 11 7.3 Hiện tượng xâm thực cách khắc phục: 12 7.4 Định luật tỷ lệ: 12 7.5 Đặc tuyến bơm ly tâm: 12 7.6 Ghép bơm song song nối tiếp: 15 PHẦN III: CÁC LOẠI QUẠT 17 Quạt ly tâm: 17 I.1 Cấu tạo nguyên tắc làm việc: 17 I.2 Phân loại quạt ly tâm: 18 I.3 Sự làm việc quạt ly tâm hệ thống: 18 Quạt hướng trục 19 II.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động quạt hướng trục 20 II.2 Đặc tuyến quạt hướng trục: 20 Các cố thường gặp cách khắc phục: 21 HOATRAN BƠM QUẠT MÁY NÉN PHẦN I: CÁC NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Nguyên lý thể tích: - Nguyên lý thể tích ứng dụng để thiết kế chế tạo bơm máy nén Đối với bơm lưu thể chất lỏng máy nén lưu thể chất khí - Nguyên lý máy dung tích buồng công tác thay đổi từ nhỏ đến lớn ngược lại  Khi dung tích buồng công tác máy thay đổi từ giá trị đến giá trị lớn Đó trình hút lưu thể  Ngược lại, dung tích buồng công tác máy thay đổi từ giá trị lớn đến giá trị bé (giảm dần 0) trình nén đẩy lưu thể - Trong trình hoạt động, thay đổi trạng thái lưu thể tuân theo định luật: PV = const PVk = const Trong đó: + P: áp suất lưu thể + V: thể tích lưu thể + k = 1,4: hệ số Nguyên lý ly tâm: - Nguyên lý ly tâm ứng dụng để thiết kế chế tạo cho bơm, quạt máy nén - Kênh chứa đầy lưu thể có khối lượng riêng ρ , quay xung quanh tâm O với vận tốc góc ω - Ta xét thành phần lưu thể có khối lượng dm kênh giới hạn mặt cong r (r + dr) Dm = ρ.a.b.r.dr = ρ.f.dr Trong đó: f = a.b.r : Diện tích mặt cong bán kính r Lực ly tâm dR tác dụng lên phân tố dm: dR = -α.dm = r.ω2.dm HOATRAN - Mặt khác, chênh lệch áp suất mặt cong thành phần chất lỏng nên có lực hướng tâm dF tác dụng lên phân tố dm: dF = f(p+dp) – f.p = f.dp Điều kiện cân phân tố dm: dR + dF = Thay giá trị vào biến đổi ta có: dp = ρ.ω2.r.dr Lấy tích phân biểu thức từ 1-cửa vào kênh dẫn đến 2-cửa kênh, ta thu hiệu áp suất P2 – P1 kênh: P2 – P1 = ρ.ω2∫1 𝑟𝑑𝑟-  U12  U 22 đó: ω=π.n/30 ; U1= ω.r1 ; U2= ω.r2 ; n: số vòng quay kênh - Nhận xét:  Hiệu áp suất P2 – P1: lượng mà lưu thể thu đc phụ thuộc vào ρ  Muốn hiệu áp suất lớn cửa vào gần tâm O cửa xa tâm O  Hiệu áp suất tỷ lệ với bình phương số vòng quay n bán kính r2 Nguyên lý cánh nâng: - Nguyên lý cánh nâng nguyên lý dùng để thiết kế chế tạo cánh máy bay, thiết kế chế tạo loại tua bin, guồng động bơm, cánh quạt hướng trục, cánh máy nén hướng trục - Dòng lưu thể chuyển động từ xa đến cánh với vận tốc W∞ (xem ổn định hướng vận tốc) trùm lên cánh - Do cánh đặt nghiêng góc δ so với dòng lưu thể nên phía lưng cánh tạo xoáy lưu thể, mà dòng lưu thể tác động lên cánh lực R có phương tạo với phương thẳng đứng góc λ Lực R phân tích thành lực nâng Ry Rx 𝛾 𝛾 Ry = Cy.S .W2 ; Rx = Cx.S .W2 2𝑔 - 2𝑔 Trong đó: + Cy : hệ số tỷ lệ lực nâng + Cx : hệ số tỷ lệ lực cản + S: bề mặt cánh, m2 + γ : Trọng lượng riêng lưu thể, N/m3 + g: gia tốc trọng trường, m/s2 Nguyên lý phun tia: - Nguyên lý phun tia dựa sở định luật bảo toàn lượng dòng lưu thể thể qua phương trình Becnuli: P + ρ 𝐶2 + ρ.g.(Z+Hô) = const Trong đó: + P: áp suất dòng chảy, N/m2 + ρ : khối lượng riêng, kg/m3 + g: gia tốc trọng trường, m/s2 + C: vận tốc dòng chảy, m/s + Z: chiều cao cột chất lỏng, m + Hô : trở lực đường ống, m HOATRAN PHẦN II: CÁC LOẠI BƠM Bơm pittong tác dụng đơn a Cấu tạo nguyên tắc hoạt động: - - - Bơm pittong tác dụng đơn gồm phận sau: Xi lanh hình trụ, có pittong chuyển động tịnh tiến qua lại nhờ cấu truyền động tay quay truyền Phía đầu xi lanh có xupap hút đẩy Khi pittong chuyển động từ trái qua phải, áp suất xilanh giảm xuống nhỏ áp suất khí Dưới tác dụng áp suất khí quyển, xupap hút mở để nước tràn vào xi lanh đồng thời xupap đẩy bị đóng lại Khi pittong chuyển động ngược lại từ phải qua trái, áp suất xi lanh tăng lên, xupap hút đóng lại, xupap đẩy mở nước đẩy Như vây, chu kì chuyển động pittong trình hút đẩy chất lỏng thực lần Khi trục quay từ B -> A, pittong di chuyển từ trái sang phải, chất lỏng hút vào chứa xilanh Thể tích chất lỏng hút vào thể tích xilanh (π.D2/4).S Khi trục quay nửa vòng lại từ A -> B pittong di chuyển từ trái sang phải đẩy lượng chất lỏng xilanh Như vậy, trục quay vòng lượng chất lỏng bơm cung cấp (π.D2/4).S Khi bơm quay n vòng/phút lượng chất lỏng bơm cung cấp n.(π.D2/4).S, m3/phút HOATRAN - - - Vậy, lượng bơm pittong: Q = η.F.S.n ,m3/ph Trong đó: + F = π.D2/4 : tiết diện pittong, m2 + D: đường kính pittong, m + S: khoảng chạy pittong, m + n: số vòng quay trục, v/p + η: hiệu suất thể tích, trình làm việc phần thể tích lưu chất bị rò rỉ qua van, chỗ nối, khoảng chết Pittong dạng tròn (khi đường kính pittong có giá trị lớn chiều dài nhiều lần) dạng thỏi trụ (khi đường kính pittong có giá trị nhỏ chiều dài nhiều lần) Sự biến đổi lượng chất lỏng bơm pittong tác dụng đơn cung cấp mô tả hình Khi trục quay nửa vòng (từ -> 1800) lượng chất lỏng Nửa vòng (180 -> 3600) lượng chất lỏng bơm cung cấp có dạng parabol b Ưu, nhược điểm: - Tạo áp suất cao, thể tích bơm xác đơn vị thời gian - Cấu tạo đơn giản - Lưu lượng không đều, nhiều van, đóng mở - HOATRAN Bơm pittong tác dụng kép: a Cấu tạo nguyên tắc hoạt động - Bơm pittong tác dụng kép có xupap hút xupap đẩy - Khi pittong chuyển động phía phải, thể tích khoảng trống xilanh bên trái tăng, áp suất giảm nên chất lỏng hút vào buồng xilanh bên trái qua xupap Đồng thời thể tích khoảng trống xilanh bên phải giảm, áp suất tăng, đẩy chất lỏng chứa xilanh bên phải qua xupap vào ống đẩy - Khi pittong chuyển động phía trái, chất lỏng hút vào buồng xilanh bên phải qua xupap đồng thời đẩy chất lỏng chứa xilanh bên trái qua xupap vào ống đẩy - Khi trục quay nửa vòng, pittong chuyển động từ trái sang phải, bơm hút vào lượng: F.S = (πD2/4).S Và đẩy lượng:FS –f.S = (πD2/4 – πd2/4).S (f.S: thể tích cán pittong đường kính d chiếm chỗ) - Như vậy, trục quay vòng, lượng chất lỏng bơm cung cấp: FS + (FS – f.S) = (2F – f).S - Khi trục quay n (v/p) chất lỏng bơm cung cấp: n.(2F – f).S - Vậy suất bơm tác dụng kép: Q = η.n.(2F – f).S ,m3/phút Trong đó: + f = πd2/4 : diện tích tiết diện cán pittong, m2 + F = πD2/4 : diện tích tiết diện ngang long xilanh, m2 + D: đường kính xilanh, m + d: đường kính cán xilanh, m + S: quãng đường chạy pittong, m + n: số vòng quay trục chính, v/f b Ưu, nhược điểm: - Ưu điểm loại bơm suất cao hơn, dòng chảy chất lỏng bị biến đổi loại bơm tác dụng đơn - Nhược điểm bơm có chiều dài lớn, lực ép pittong lên phía khác nhau, hộp chèn kín cho cán bơm phức tạp, bơm có nhiều van c Nhận xét: - Để thấy rõ khác lượng chất lỏng cung cấp bơm pittong tác dụng đơn bơm pittong tác dụng kép, ta xem đồ thị sau HOATRAN Bơm bánh răng: - Bơm bánh thường dùng để bơm chất lỏng có độ nhớt cao ứng dụng nhiều máy thủy lực (máy ép, máy nâng, ) - - Do van hút van đẩy nên bớm bánh quay với vận tốc lớn, n = 700-5000 v/ph Nên thường nhận truyền động trực tiếp từ động điện Vì làm việc, bơm bánh tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng có độ nhớt cao (như dầu nhờn, dầu thủy lực…) nên tuổi thọ cao Các bề mặt bơm phải chế tạo với độ xác độ bóng cao tạo áp lực lớn không tổn thất nhiều lưu lượng Bơm bánh thường có suất nhỏ, thường từ 0,3 – l/s, tạo áp suất lớn đến 700 at, chí đến 1000 at Năng suất bơm xác định sau: Q = (π.b.n/4.60).(𝐷12 − 𝐷22 ).η Trong đó: + b: chiều rộng bánh răng, m + n: số vòng quay bánh răng, v/ph + D1, D2 : đường kính đỉnh chân răng, m + η : hiệu suất thể tích, ƞ = 0,7-0,8 Bơm trục vít: - Bơm trục vít có dải lưu lượng áp suất rộng Nó có lưu lượng từ 1-15, chí đến 100 m3/s, áp suất từ (25-175).105 N/m2 Số vòng quay từ 1000 – 10.000 v/ph - Bơm loại làm việc êm, ổn định có tuổi thọ cao Cũng mà bơm trục vít ứng dụng rộng rãi máy ép thủy lực - Bơm trục vít khó chế tạo đòi hỏi độ xác cao, khó sửa chữa phục hồi Bơm trục vít hệ số đồng HOATRAN - - - - Bơm trục vít cấu tạo từ 2-3 trục vít ăn khớp với nhau, số trục vít trục dẫn, trục lại trục bị dẫn Các trục vít đặt khoang thân bơm cho đỉnh cánh trục vít với thân bé Khi bơm làm việc chất lỏng hút từ đầu đẩy phía đầu cặp trục vít Phần không gian rãnh trục chứa đầy chất lỏng luông chuyển động từ phía hút sang phía đẩy Nếu hai trục vít việc truyền động từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ cặp bánh ăn khớp Để ăn khớp trục vít có chiều ngược Khi bơm gồm trục vít trục trục dẫn đường kính hai trục bên cạnh đường kính trục Bơm trục vít có ưu điểm bơm dung dịch đặc, bùn, mật gỉ đường, hoa nghiền, bột nhão,… ứng dụng rộng rãi hóa chất thực phẩm, Lưu lượng bơm tính từ công thức: Q = 𝜋 (D2 – d2).t.n.ηQ ,l/s 240 Trong đó: + D,d : đường kính đỉnh chân trục vít nằm giữa, dm + t: bước vít, dm + ηQ : hệ số hiệu dụng thể tích, = 85 – 95% + n: số vòng quay trục vít, v/ph Bơm cánh trượt - - Bơm roto cánh trượt gồm vỏ 1, bên trục có xẻ rãnh theo hướng bán kính Trong rãnh có đặt cánh trượt Khi trục quay, lực ly tâm nên cánh trượt văng phía ép sát vào thân bơm, chia thân bơm thành hai vùng hút đẩy Năng suất bơm xác định theo công thức: Q = (b.n.e ( 2пR – Sz)/30).η , m3/s Trong đó: b- chiều rộng roto, m e- khoảng cách lệch tâm, m n- số vòng quay roto, vòng/phút S- chiều dày cánh trượt, m z- số cánh trượt HOATRAN - R- bán kính vỏ máy (R= e+r) r- bán kính roto, m η- hiệu suất thể tích Bơm roto cánh trượt thường tạo áp suất 70at lưu lượng tới 3,5l/s Bơm cánh trượt tạo lưu lượng cao bơm Bánh thể tích buồn công tác lớn Bơm hướng trục: - Bơm hướng trục gọi bơm chong chóng, có cấu tạo hình vẽ - - Loại bơm sử dụng rộng rãi thủy lời, có suất tương đối cao áp suất nhỏ Trong thân bơm, chất lỏng chuyển động dọc theo trục nhờ chong chóng quay Khi khỏi chong chóng, chất lỏng phận chuyển hướng từ chuyển động quay sang chuyển động thẳng theo trục Ưu điểm trở lực nhỏ, cấu tạo đơn giản, gọn Nên công nghiệp dùng để bơm tuần hoàn dung dịch hệ thống cô đặc Loại bơm có suất từ 0,1 – 25 m3/s áp suất từ – 6m Hiệu suất đạt 90% Bơm ly tâm: - Bơm ly tâm thiết kế chế tạo dựa nguyên lý ly tâm - Bơm sử dụng rộng rãi công nghiệp đời sống hàng ngày có ưu điểm: + Chạy êm, lưu lượng điều hòa, + Có thể quay với vận tốc lớn HOATRAN - + Nối trực tiếp với động điện nên loại bỏ cấu truyền động kiểu tay quay, tay biên, xupap, bầu khí,… + Có dải điều chỉnh rộng + Chiếm diện tích + Tải trọng móng nhỏ + Rẻ tiền, vốn đầu tư + vận hành đơn giản + Cấu tạo không phức tạp, chi tiết chuyển động + Có thể bơm chất lỏng đặc có lẫn vật rắn + Hiệu suất cao, đặc biệt với bơm có công suất lớn + Có thể sử dụng để bơm chất lỏng có nhiệt độ sôi cao Tuy vậy, bơm có số nhược điểm: + Khi khởi động khả hút chất lỏng + Phải có phận mồi bơm + Không nên tạo áp suất làm việc lớn (trên 7at) + Hiệu suất bơm nhỏ không lớn + Năng suất bơm Q phụ thuộc vào chiều cao H Phân loại bơm ly tâm: Người ta phân loại bơm theo nhiều cách: Theo áp suất: Bơm áp suất thấp, trung bình cao Đối với bơm áp suất thấp vừa thường làm guồng Vì vậy, hay xảy tượng xê dịch guồng với trục tượng tuần hoàn chất lỏng Để khắc phục tượng này, người ta làm guồng kép có cánh phía, nên lực chiều trục cân Ngoài để khử lực chiều trục, người ta chế tạo bơm theo nhiều cấp có miệng guồng đặt ngược Theo số lượng guồng: Bơm cấp với áp suất thấp vừa, bơm nhiều cấp với áp suất cao Theo cách dẫn chất lỏng từ guồng vào ống đẩy: Có bơm thiết bị hướng bơm có thiết bị hướng Theo cách truyền động: Bơm trực tiếp: nối liền với động điện máy nổ qua nối trục đàn hồi, loại thường có hiệu suất cao Bơm có cấu truyền động: (hộp tăng, giảm tốc; dây đai; bánh ) loại thường có hiệu suất thấp Theo vị trí trục bơm, gồm có: Bơm ly tâm thẳng đứng, bơm ly tâm nằm ngang Theo hệ số cao tốc ns: - Bơm ly tâm vận tốc chậm: ns = 40 -80 v/ph, suất nhỏ chiều cao áp lực lớn - Bơm ly tâm có vận tốc vừa: = 80-150 v/ph - Vận tốc lớn: > 150 v/ph - Bơm ly tâm chéo: = 300-600 v/ph - Bơm ly tâm hướng trục: = 500-1200 v/ph Theo môi chất sử dụng: bơm nước, nước thải, dầu, axit, huyền phù, môi chất chịu nhiệt… 7.1 a b c d e f g 10 HOATRAN h Kết hợp cách phân loại: Phổ biến phân loại theo môi chất sử dụng áp suất; phân loại theo môi chất với số lượng guồng 7.2 - Cấu tạo nguyên tắc hoạt động: Vỏ bơm cấu tạo theo hình xoắn ốc, có tiết diện lớn dần, có tác dụng làm giảm bớt vận tốc đồng thời tăng áp lực dòng chảy chất lỏng bánh guồng chuyển động ngoài, tác dụng lực ly tâm, tạo áp suất chân không tâm bánh guồng Do chênh lệch áp suất bên (áp suất khí quyển) tâm bánh guồng, chất lỏng theo ống hút chuyển động vào bánh guồng, tạo thành dòng chảy chuyển động liên tục bơm 11 HOATRAN - - - 7.3 - - 7.4 - - Trước hoạt động, bơm ly tâm cần mồi đầy nước bánh guồng Khi bánh guồng quay, tác dụng lực ly tâm chất lỏng bánh guồng chuyển động theo cánh hướng dòng từ tâm bánh guồng mép theo vỏ bơm Đầu hút có lắp van chiều lưới lọc để ngăn không cho rác vật rắn khác theo chất lỏng vào bơm gây tắc bơm đường ống đồng thời giữ chất lỏng ống hút bơm ngừng Trên ống đẩy thường lắp van chiều để tránh chất lỏng khỏi bất ngờ đổ dồn bơm gây va đập thủy lực làm hỏng cánh guồng động điện bơm bất ngờ ngừng hoạt động, Khác với bơm pittong, bơm ly tâm lúc khởi động khả hút chất lỏng lực ly tâm xuất guồng quay chưa đủ để đuổi hết không khí khỏi bơm ống hút để tạo độ chân không cần thiết Chiều cao hút bơm ly tâm phụ thuộc vào vận tốc chuyển động chất lỏng, trở lực ống hút nhiệt độ chất lỏng Do đó, muốn tăng chiều cao hút bơm, phải giảm trở lực ống hút đảm bảo độ kín ống, tránh để không khí lọt vào Hiện tượng xâm thực cách khắc phục: Chất lỏng chuyển động vào miệng bơm ly tâm áp suất thấp áp suất khí quyển, điều tạo điều kiện cho khí hòa tan có chất lỏng bốc tạo bọt khí miệng hút bơm Các bọt khí chất lỏng chuyển động cánh guồn Khi áp suất lại tăng lên, khí lại hòa tan ngược lại vào chất lỏng Do trình bay – ngưng tụ - hòa tan khí xảy nhanh Thể tích bọt khí tăng lên giảm đột ngột dẫn đến áp suất bọt khí tăng lên lớn Hiện tượng tạo va đập thủy lực, bào mòn kết cấu kim loại, tạo rung động tiếng ồn Hiện tượng gọi tượng xâm thực Để tránh tượng xâm thực, người ta cần tăng áp suất chất lỏng cửa vào bơm cách giảm chiều cao hút đặt bơm thấp mực chất lỏng bể hút Định luật tỷ lệ: Khi số vòng quay thay đổi trình làm việc suất áp suất thay đổi theo Quan hệ lý thuyết đại lượng: lưu lượng Q, cột áp H, công suất N, số vòng quay thay đổi thể theo tỉ lệ sau: Q1/Q2 = n1/n2 H1/H2 = (n1/n2)2 N1/N2 = (n1/n2)3 Tuy nhiên thực tế, quan hệ đại lượng không hoàn toàn theo tỷ lệ mà thay đổi thông số bơm thay đổi 7.5 Đặc tuyến bơm ly tâm: a Đặc tuyến lý thuyết bơm ly tâm: - Đường thẳng biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc chiều cao áp lực Hlt∞ lưu lượng Q theo công thức: - Hlt∞ = 𝑈2 2𝑔 - 𝑈2.𝑄.𝑐𝑜𝑡𝑔(𝛽2) 𝑔.𝜋,𝐷2.𝐵2 : gọi đặc tuyến lý thuyết bơm ly tâm Trong đó: + U2: vận tốc vòng chất lỏng khỏi guồng, u2 = ω.r2 12 HOATRAN + ω : Vận tốc góc guồng, s + β2 : góc nghiêng cánh guồng + D2: đường kính cánh guồng, m + B2 chiều dày cánh guồng, m b Đặc tuyến thiết kế bơm ly tâm: - Để xây dựng đặc tuyến thiết kế bơm ly tâm, trước hết phải tính đến số cánh guồng có hạn (chiều cai áp lực lại Hlt), tổn thất thủy lực guồng động thiết bị hướng (đường cong hms) cuối tổn thất va đập thủy lực (đường cong hy) - Để vẽ đặc tuyến ta quy ước dùng bơm có góc β2 < 900  Chiều cao lý thuyết số cánh guồng có hạn xác định theo công thức: -1 Hlt = K.Hlt∞ ,m  Tổn thất ma sát thủy lực xác định theo công thức: 𝑄 Hms = (1 – ƞlt).Hlt.( ) 𝑄𝑦 ,m Trong đó: Q: lưu lượng, m3/s Qy : lưu lượng làm việc ứng với hiệu suất cực đại ,m3/s  Tổn thất va đập thủy lực (vì tạo thành xoáy tượng đứt quãng dòng chất lỏng) xác định theo công thức:  K U D  K  H v  s 12   s 2  2g  D3    2  Q  1     Qb  Trong đó: + Ks : hệ số thực nghiệm lấy 0,6 – 0,8; + D3 : đường kính nhỏ guồng hướng, D3 = D2 + (2 ->6) ,mm  Sau xây dựng đường cong tổn thất, cộng đường cong lại ta đường đặc tuyến thiết kế bơm c Đặc tuyến thực bơm ly tâm: - Đặc tuyến thực bơm ly tâm xây dựng theo kết trình thử bơm Mục đích thử bơm xác định thông số: lưu lượng Q, chiều cao áp lực H công suất N ứng với số vòng quay n không đổi - Lưu lượng thường đo trực tiếp gián tiếp Chiều cao áp lực đo áp kế, công suất đo dụng cụ điện Từ ta xác định hiệu suất bơm  Điểm 1: Q = Nmin  Điểm 2: Hmax : điểm tới hạn  Điểm 3: Đặc trưng hiệu suất ƞmax trị số Qlv Hlv gọi trị số làm việc  Điểm 4: Qmax H = (tại đây, N tăng lên cao dẫn đến cháy động cơ) - Khi biết đặc tuyến bơm, ta chọn chế độ làm việc thích hợp điều kiên định Ví dụ, hình vẽ ta thấy số vòng quay n = 970 v/ph, để bơm làm việc với hiệu suất ƞ >0,75 lưu lượng thay đổi khoảng Q = 600-1200 l/s áp suất tương ứng H = 60-85 m 13 HOATRAN - Như vậy, từ quan hệ Q – H rõ rang số vòng quay không đổi Q tăng H giảm, trừ giai đoạn đầu giai đoạn làm việc không ổn định H Q tăng Nếu ta làm thí nghiệm với nhiều số vòng quay khác, ta nhận dãy đường cong khác nhau, nối điểm có hiệu suất đường Q – H lại ta đường cong có hiệu suất = const 14 HOATRAN - Các đường cong gọi đặc tuyến tổ hợp Nói chung nên chọ bơm có chế độ làm việc nằm vùng có hiệu suất ƞ = 0,8 ƞmax 7.6 Ghép bơm song song nối tiếp: Ghép bơm song song: - Người ta lắp bơm song song cần tăng lưu lượng giữ nguyên áp suất, lắp nhiều bơm có đặc tuyến đặc tuyến khác song song cần giữ nguyên cột áp tăng lưu lượng, lúc chất lỏng đẩy vào đường ống - Đặc tuyến chung bơm nhận tổng suất bơm riêng biệt áp lực làm việc lớn áp lực bơm riêng rẽ Như làm việc song song công suất bơm phải lớn làm việc riêng rẽ Ghép bơm nối tiếp: - Được thực cần giữ nguyên lưu lượng tăng cột cáp Trong trường hợp này, suất chung bơm giống suất bơm, áp suất lớn áp suất bơm tạo - Tổng áp suất hệ thống phụ thuộc vào đặc tính mạng đường ống dẫn 15 HOATRAN - Ghép nối tiếp phải sử dụng bơm giống hệt 16 HOATRAN PHẦN III: CÁC LOẠI QUẠT - Quạt gió dùng để vận chuyển khí không khí có áp suất chung không vượt 1500 mH2O - Tỷ số nén khí không khí quạt không lớn không ảnh hưởng nhiều đến trình quạt Vì vậy,khi nghiên cứu tính toán trình làm việc quạt, người ta cho khí không khí không bị nén ép, nghĩa coi khí không khí chất lỏng giọt - Do thông số công thức tính toán,… bơm dùng trực tiếp cho quạt - Tuy nhiên trình tính toán cần lưu ý khác khối lượng riêng khí không khí với khối lượng riêng chất lỏng - Theo nguyên tắc tác dụng người ta phân làm hai loại quạt:  Quạt ly tâm: Đầu vuông góc với đầu vào  Quạt hướng trục: Đầu hướng với đầu vào Quạt ly tâm: I.1 Cấu tạo nguyên tắc làm việc: - Cấu tạo quạt ly tâm tương tự cấu tạo bơm ly tâm - Gồm phận quạt ly tâm bao gồm:  Guồng động: Để tạo áp lực chuyển khí vào mạng đường ống Vật liệu chế tạo guồng động thường thép (thép hợp kim thép cacbon chất lượng cao) Khi đó, guồng động thường đc gia công phương pháp hàn đinh tán; vật liệu chế tạo guồng kim loại màu (nhôm, hợp kim nhôm, đồng thanh) polymer (các loại nhựa nhiệt dẻo,…) Guồng động thường bao gồm đĩa trước, đĩa sau, may cánh (số cánh từ 6-64), cánh guồng động cong phía trước, cong phía sau cánh thẳng Khe hở guồng so với bơm nhỏ guồng so với quạt Độ lớn guồng bơm lớn quạt  Vỏ quạt: có tác dụng để tập trung dòng khí biến đổi động thành năng, nên biên dạng vỏ quạt thường có biên dạng xoắn ốc (biên dạng acsimet); vỏ quạt thường có gắn cửa vào để dẫn khí vào guồng động (sao cho tổn thất thủy lực nhỏ – khoảng hở ống dẫn khí vào guồng động nhỏ không vượt 0,01Dg ) cửa khí dẫn khí vào hệ thống ống dẫn (sao cho giảm khả va đập thủy lực dòng khí – người ta thường đặt thêm phận giảm chấn)  Trục quạt: trục quạt dùng để gắn truyền mômen xoắn cho guồng động, trục thường chế tạo phương pháp tiện, phay vật liệu chế tạo thép hợp kim thép cacbon chất lượng cao; với quạt số nhỏ (công suất thấp) trục quạt thường sử dụng động trục điện; 1.Vỏ quạt 2.Guồng động 3.Cửa vào 4.Cửa  Nguyên lý làm việc: Khi trục quạt quay, làm quay guồng động có cánh gây lực ly tâm làm chuyển động chất khí phía đuôi cánh guồng theo rãnh xoắn ốc vỏ quạt tập trung lại đẩy cửa đẩy vỏ quạt Các rãnh xoắn ốc vỏ quạt có tiết diện thay đổi (lớn dần) vận tốc dòng khí gần không thay đổi, chất khí bổ sung liên tục vào rãnh xoắn ốc miệng hút 17 HOATRAN guồng động có áp suất âm, nên tác dụng áp suất khí áp suất dòng khí, chất khí không khí tràn vào quạt I.2 Phân loại quạt ly tâm: Phân loại theo mục đích sử dụng: - Quạt không khí (quạt thường); - Quạt khói lò (chịu nhiệt, chịu mài mòn, chịu hóa chất…) - Quạt đặc biệt chịu hóa chất (quạt chịu axit…) Phân loại theo áp lực làm việc: - Quạt áp lực thấp: ∆P < 100 mmH2O; - Quạt áp lực trung bình: 100 < ∆P < 400 mmH2O; - Quạt áp lực cao: ∆P > 400 mmH2O; Phân loại theo hệ số cao tốc ns: quạt mẫu có áp lực H= 30 mmH2O, suất Q = m3/s - Quạt có vận tốc cao ns > 1500 v/f; - Quạt có vận tốc trung bình: ns = 800 – 1400 v/f; - Quạt có vận tốc chậm: ns = 500 – 700 v/f; - Quạt có vận tốc chậm: ns < 500 v/f Phân loại kết hợp mục đích sử dụng áp lực I.3 Sự làm việc quạt ly tâm hệ thống: I.3.1 Đặc tuyến ống dẫn: - Đặc tuyến ống dẫn (a) tổn thất áp lực ống dẫnn tính theo công thức: Hm = Ht + S.l.Q2 , mmH2O; Trong đó: + Ht : Chiều cao tĩnh khí , mmH2O; + Q: Lưu lượng khí qua ống dẫn, m3/s; 18 HOATRAN + S: Trở lực riêng đường ống, mmH2O/ m ống dẫn; + l: Chiều dài đường ống, m; I.3.2 Đặc tính quạt ly tâm Đặc tính quạt ly tâm (b) tương tự đặc tuyến bơm ly tâm I.3.3 Điểm làm việc quạt ly tâm: Phối hợp đặc tuyến quạt ly tâm với đặc tuyến mạng đường ống, điểm cắt A đường cong điểm làm việc quạt hệ thống (c) với giá trị: Q1, H1, N1, ƞ1 I.3.4 Sự làm việc song song nối tiếp quạt ly tâm: - Khi quạt không đủ lưu lượng áp suất phối hợp lắp quạt song song nối tiếp; - Quá trình lắp quạt song song nối tiếp tương tự trình lắp bơm song song nối tiếp I.3.5 Chọn quạt ly tâm: - Có hai phương pháp chọn quạt ly tâm chính: + Theo bảng cataloge theo quy chuẩn; + Theo đường đặc tuyến tổng hợp Theo bảng dùng suất áp lực tĩnh cho dựa vào bảng để xác định số hiệu số vòng quay tương ứng quạt  Ưu điểm phương pháp đơn giản, dễ chọ  Nhược điểm: xác định xác chế độ làm việc thích hợp hệ thống Theo đường đặc tuyến tổng hợp: đường đặc tuyến tổng hợp có đường cong H – Q ứng với n khác đường cong hiệu suất ƞ – Q ứng với số hiệu quạt cụ thể; Ngoài ra, người ta chọn quạt theo đường đặc tuyến không thứ nguyên, nhiên phương pháp sử dụng I.3.6 Điều chỉnh chế độ làm việc quạt ly tâm Người ta điều chỉnh chế độ làm việc quạt ly tâm phương pháp sau: Thay đổi đặc tuyến mạng đường ống cách thay đổi độ mở van khí đường ống đẩy, phương pháp không kinh tế thường tăng trở lực nên sử dụng; Thay đổi góc thiết bị hướng, phương pháp dẫn đến thay đổi áp lực suất; Thay đổi số vòng quay quạt: sử dụng giảm tốc vô cấp, truyền đai vô cấp; thay đổi động có số vòng quay khác nhau, dùng động thay đổi số vòng quay dùng điều khiển tốc độ quay động II Quạt hướng trục Dùng trường hợp vận chuyển lượng khí lớn áp suất nhỏ, thuộc dạng quạt có vận tốc cao (ns > 1000 v/f); 19 HOATRAN II.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động quạt hướng trục  Cấu tạo: quạt hướng trục có cấu tạo giống bơm hướng trục, gồm hai phần bản: Cánh guồng: cánh guồng có cánh đặt nghiêng (số cánh thường 2-12) lắp đặt theo phương hướng tâm; hình dáng đại cánh guồng dạng bất đối xứng (giống cánh máy bay); cánh guồng thường chế tạo từ thép cacbon chất lượng cao, thép hợp kim đặc biệt phương pháp hàn đinh tán Vỏ quạt: vỏ quạt thường chế tạo từ thép cácbon chất lượng cao, thép hợp kim đặc biệt; khoảng hở vỏ quạt đầu cánh cần phải nhỏ thường không vượt 1,5% chiều dài cánh  Nguyên lý hoạt động: Khi guồng quay khí vào cửa hút quạt, luồng khí qua cánh guồng tạo nên luồng không khí chuyển động song song với phương trục quạt cửa quạt, đa số trường hợp guồng quạt lắp trực tiếp lên trục động đặt vỏ quạt; Khi mở máy phải mở van hay chắn trước đóng chắn công suất quạt tăng lên cực đại Hiệu suất quạt hướng trục khoảng 0,5 – 0,8 II.2 Đặc tuyến quạt hướng trục:  Đặc tuyến số quan hệ đặc biệt quạt hướng trục biểu diễn đồ thị sau:  quạt hướng trục quan hệ số vòng quay, đường kính suất biểu diễn qua công thức: D= 5,1*(Q/n)^0,5 ,m Trong đó: + Q: suất quạt, m3/s 20 HOATRAN + n: số vòng quay quạt, v/f  Quan hệ vận tốc vòng áp lực biểu diễn qua: u= 2,8φ*(H)^0,5 ,m/s đó: + H: áp lực quạt, mmH2O + φ: Hệ số quạt theo dạng cánh I Các quy tắc lắp đặt vận hành: Kiểm tra định kỳ an toàn loại quạt, thiết bị chứa hệ thống đường ống phụ kiện theo quy định Kiểm tra hệ thống dầu bôi trơn, lọc dầu, lọc khí Kiểm tra bu long móng siết chặt bê tông móng đủ thời gian chịu lực Các cố thường gặp cách khắc phục: Các cố Cách khắc phục Quạt không Kiểm tra số vòng quay roto; kiểm tra chiều quay đảm bảo roto, khoảng hở cánh roto ống vào (có thể lớn suất kiểm tra số hiệu quạt định Giảm áp suất Kiểm tra kích thước hệ thống ống dẫn trở lực hệ thống dòng khí Kiểm tra số hiệu quạt Kiểm tra số vòng quay roto (số vòng quay nhỏ tính toán) Quạt bị rung Kiểm tra độ cân động cân tĩnh cánh động mạnh guồng (roto); kiểm tra hệ thống ổ đỡ, hệ thống bulong làm việc móng Quạt tiêu thụ Kiểm tra số hiệu động cơ; kiểm tra hệ thống truyền động công suất (có thể bị kẹt, khô dầu ); Kiểm tra nhiệt độ chất khí vào lớn, nhiệt quạt độ Quạt có tiếng Kiểm tra bạc trượt ổ lăn; kiểm tra số hiệu quạt (sử ồn va đập dụng quạt có hiệu suất thấp); Bổ sung ống nối giảm chấn, làm việc ống co dãn, Kiểm tra đường ống dẫn khí 21 ...HOATRAN BƠM QUẠT MÁY NÉN PHẦN I: CÁC NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Nguyên lý thể tích: - Nguyên lý thể tích ứng dụng để thiết kế chế tạo bơm máy nén Đối với bơm lưu thể chất lỏng máy nén lưu thể chất... cấp bơm pittong tác dụng đơn bơm pittong tác dụng kép, ta xem đồ thị sau HOATRAN Bơm bánh răng: - Bơm bánh thường dùng để bơm chất lỏng có độ nhớt cao ứng dụng nhiều máy thủy lực (máy ép, máy. .. vào quạt I.2 Phân loại quạt ly tâm: Phân loại theo mục đích sử dụng: - Quạt không khí (quạt thường); - Quạt khói lò (chịu nhiệt, chịu mài mòn, chịu hóa chất…) - Quạt đặc biệt chịu hóa chất (quạt