Báo cáo thực hành thiết bị: Ghép bơm ly tâm

Ba đường biểu diễn đặc tuyến của bơm được sử dụng nhiều nhất: Sự thay đổi cột áp toàn phần tạo ra do bơm với lưu lượng Công suất cấp cho bơm với lưu lượng Hiệu suất của bơm với lưu lượng

Trang 1

BÀI 5: GHÉP BƠM LY TÂM

1.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

Thí nghiệm 1: Xác định cột áp toàn phần, công suất và hiệu suất của bơm ly tâm bằngcách đo đạc các thông số khi thay đổi lưu lượng chất lỏng (năng suất bơm)

Thí nghiệm 2: Xây dựng đặc tuyến mạng ống để xác định điểm làm việc của bơm

Thí nghiệm 3: Xây dựng đặc tuyến và điểm làm việc của hệ 2 bơm ghép nối tiếp

Thí nghiệm 4: Xây dựng đặc tuyến và điểm làm việc của hệ 2 bơm ghép song song

2.2 Các thông số đặc trưng của bơm

Các thông số đặc trưng hoạt động của bơm ly tâm được mô tả hoặc minh họa bằng các

đồ thị đặc tuyến của bơm

Ba đường biểu diễn đặc tuyến của bơm được sử dụng nhiều nhất:

Sự thay đổi cột áp toàn phần tạo ra do bơm với lưu lượng

Công suất cấp cho bơm với lưu lượng

Hiệu suất của bơm với lưu lượng

Đường đặc tuyến ở một tốc độ không đổi

Mỗi thông số trong các thông số đặc trưng của bơm được đo ở một tốc độ bơmkhông đổi và được biểu diễn so với lưu lượng thể tích, Q, chuyển động qua bơm

Trang 2

Đường Ht – Q biểu diễn quan hệ giữa cột áp và lưu lượng Cột áp giảm khi lưu lượngtăng Loại đường này gọi là đường đặc trưng tăng

Đường Pm – Q biểu diễn mối quan hệ giữa công suất cung cấp cho bơm và sự thay đổilưu lượng qua bơm Ngoài vùng hoạt động tối ưu của bơm đường này trở nên phẳng, do

đó một sự thay đổi lớn công suất chỉ tạo ra một sự thay đổi nhỏ vận tốc dòng

Đường E – Q biểu diễn lưu lượng bơm tại vị trí bơm hoạt động hiệu quả nhất

2.3 Đặc trưng của hệ thống (điểm làm việc)

Đường cong hệ thống là một đường biểu diễn lưu lượng trong hệ thống với cột áp của

hệ thống Nó cho biết mối quan hệ giữa lưu lượng và tổn thất thủy lực trong hệ thống.Các tổn thất thì phụ thuộc vào thiết kế hệ thống (chẳng hạn như co, các nối ống, độ nhám

bề mặt) và các điều kiện hoạt động (chẳng hạn nhiệt độ)

Giả định rằng:

Tốc độ dòng tỷ lệ với lưu lượng thể tích

Các tổn thất trong hệ thống tỷ lệ bậc 2 với tốc độ dòng

Trang 3

Từ đó, độ giảm áp phải tỷ lệ bậc 2 với lưu lượng thể tích, và đường cột áp hệ thống – lưulượng là đường dạng parabol

P1: áp suất chất lỏng tại đầu vào, Pa

P2: áp suất chất lỏng tại đầu ra, Pa

l: tổng chiều dài (m)

d: đường kính ống (m)

g gia tốc trọng trường (m/s2)

∑ξlà hệ số trở lực cục bộ của ống

k =0,5 : đầu vào của ống (từ bồn chứa tới ống)

k =1: đầu ra của ống (từ ống tới bồn chứa)

k =0,3: co 90o

k =0,4: co 45o

k =0: van bi khi mở hoàn toàn

k =2.1: van cổng khi mở một nửa

Trang 4

Giá trị 0,85 được nhân với hệ số C trong phương trình tính để tương đương phương trìnhtrong hệ đơn vị SI.

Nó cho thấy rằng điều kiện làm việc tối ưu đạt được nếu điểm làm việc này trùng vớiđiểm hiệu suất tối đa trong đường đặc tuyến hiệu suất – lưu lượng của bơm [2]

Các bơm gọi là làm việc nối tiếp nếu sau khi chất lỏng ra khỏi bơm này được đưa tiếpvào ống hút của bơm kia, rồi sau đó mới được đưa vào hệ thống đường ống

Như vậy khi các bơm làm việc nối tiếp thì lưu lượng của chúng phải bằng nhau và bằnglưu lượng tổn cộng của hệ thống, cột áp của hệ thống bằng tổng cột áp toàn phần của cácbơm

Trang 5

Các bơm khi làm việc cùng cấp nước vào một hệ thống đường ống gọi là làm việc songsong

Vì thế khi các bơm làm việc song song trong hệ thống thì chúng có cột áp bằng nhau vàbằng cột áp của hệ thống, còn lưu lượng của hệ thống sẽ bằng tổng lưu lượng của cácbơm

Các bơm giống nhau hoặc khác nhau có thể được kết nối song song với nhau để tănglưu lượng thể tích qua hệ thống đường ống

Hai bơm bất kì được xem là giống nhau khi chúng có các đường đặc tuyến Ha – Qgiống nhau, và điều nay xảy ra khi chúng có cùng thiết kế, kích thước và tốc độ quay

Trang 6

Trong thực tế ta có thể ghép hai hoặc nhiều bơm làm việc song song trên cùng một hệthống đường ống Thậm chí có những trường hợp hai trạm làm việc song song trên một

P đ : áp suất chất lỏng tại đầu vào (kPa)

P h : áp suất chất lỏng tại đầu ra (kPa)

z v : chiều cao hình học tại đầu vào (m)

z r : chiều cao hình học tại đầu ra (m)

Công suất động cơ cung cấp đối với bơm có thể được tính toán như sau:

Trang 7

P m=2 πnt

60

Trong đó:

n: tốc độ vòng quay của bơm (vòng/phút)

t: moment xoắn của trục (N.m)

Hiệu suất bơm có thể được tính toán như sau:

Trang 8

V: vận tốc dòng (m/s)

g: gia tốc trọng trường (m/s2)

C: hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm ống, ống acrylic: C=140

k: hệ số trở lực cục bộ

k = 0,5 : đầu vào của ống (từ bồn chứa tới ống)

k = 1 : đầu ra của ống (từ ống tới bồn chứa)

k = 0,3 : co 90o

k = 0,4 : co 45o

k = 0 : van bi khi mở hoàn toàn

k = 2,1 : van cổng khi mở một nửa

k = 1 : lưu lượng kế

3.THỰC NGHIỆM

3.1 Trang thiết bị, hóa chất

Chất lỏng sử dụng trong hệ thống là nước tinh khiết

Phần mềm sử dụng có biểu tượng “armfield” trên destop máy tính

3.2 Tiến hành thí nghiệm

3.2.1 Thí nghiệm 1 : Xác định các thông số đặc trưng của bơm

Chuẩn bị

Van xả đáy phải được đóng hoàn toàn

Cho nước vào bình chứa khoảng 75% thể tích bình chứa Nếu bình chưa có nước thìkiểm tra van xả đáy trước khi cho nước vào

Mở hoàn toàn van hút và van đẩy

Bật công tác (MAINS) trên bộ IFD7 chuyển sang ON (đèn đỏ sáng)

Mở máy tính và khởi động phần mềm FM51, đợi khi phần mềm khổi động xong thì việckết nối và hệ thống mới sãn sàng hoạt động

Trang 9

Cho bơm chạy tuần hoàn cho đến khi đuổi khí ra hết hệ thống Đóng và mở nhẹ nhàngvan hút và van đẩy một vài lần để khử một số bọt khí trong hệ thống

Đảm bảo mực nước trong bình chứa khoảng 75% thể tích bình

Khi bơm bật và tốc độ bơm khác “0” nhưng bơm không hoạt động thì phải tắt ngay bơm

và báo cáo ngay cho GVHD

Đảm bảo không còn bọt khí trong hệ thống trước khi tiến hành thí nghiệm

Thường xuyên kiểm tra và so sánh các giá trị đo được trong quá trình làm thí nghiệm.Nếu thay đổi độ mở van đáng kế mà các giá trị đo không thay đổi thì phải báo ngay choGVHD

Cài đặt tốc độ ở chế độ 70%

Trong bảng kết quả, đổi tên Sheet thành “70%”

Sau đó mở hoàn toàn van hút

Mở van đẩy 2 vòng

Bật công tác bơm 1 trên màn hình phần mềm Đợi một lúc cho bơm hoạt động ổn định rồinhấp chuột vào biểu tượng “Go” để ghi lại giá trị đo được vào bảng số liệu cảu phầnmềm và bảng kết quả đo TN1

Tăng dần độ mở van và nhấp chuột vào biểu tượng “Go” để ghi nhận lại các giá trị đovào bảng số liệu của phần mềm đến khi mở van hoàn toàn (ít nhất 10 giá trị)

Vẽ đường biểu diễn mối quan hệ cột áp toàn phần của bơm (H), công suất của động cơcần cung cấp cho bơm (Pm) và hiệu suất bơm (η) theo năng suất trên đồ thị

Nhận xét về kết quả thí nghiệm vừa vẽ được ở trên

Dựa vào đồ thị tìm năng suất lớn nhất của bơm khi bơm đạt hiệu suất cao nhất

Trang 10

3.3 Thí nghiệm 2 : Tìm điểm làm việc của bơm

Đo chiều dài đường ống của hệ thống, không bao gồm phần đi qua bơm

Cộng tất cả các giá trị hệ số trở lực cục bộ trong hệ thống: nối với bể chứa ống, nối ốngvới bể chứa, các co, van và lưu lượng kế (không bao gồm phần nối với bơm)

3.4 Tiến hành thí nghiệm: Gồm 2 nội dung cần khảo sát

3.4.1 Nội dung 1: Khảo sát sự ảnh hưởng của chế độ tốc độ bơm

Mở hoàn toàn van hút và van đẩy bơm 1

Trang 11

Đóng hoàn toàn van đẩy bơm 2

Mở van chỉnh lưu lượng 70%

Bật bơm 1, chờ bơm hoạt động ổn định thì nhấp chuột vào biểu tượng “Go” để ghi lạigiá trị đo được vào bảng số liệu

Lặp lại việc này với mỗi lần giảm chế độ tốc độ 10% cho tới khi chế độ tốc độ bằng 0%Tắt bơm, chuyển qua nội dung 2

3.4.2 Nội dung 2: Khảo sát sự ảnh hưởng của năng suất bơm (theo độ

mở của van chỉnh lưu lượng)

Biểu diễn đặc tuyến mạng ống (H0 – Q) và đặc tuyến thực của bơm

Xác định giao điểm của đường đặc tuyến mạng ống và đặc tuyến thực của bơm để xácđịnh điểm làm việc của bơm

So sánh đồ thị vẽ được với đồ thị lý thuyết

Đề nghị các phương pháp thay thế đối với việc xác định các đường đặc tuyến của hệthống

Nhận xét về sự phù hợp của bơm đối với hệ thống

Trang 12

3.5 Thí nghiệm 3: Ghép bơm nối tiếp

Bơm 1 được thiết lập ở chế độ tốc độ 70%

Tạo một Sheet mới đặt tên là “Series”

Chỉnh van 3 ngã tại vị trí hợp lý (sao cho nước ra khỏi bơm 1 phải vào bơm 2)

Mở hoàn toàn van chỉnh lưu lượng

Trang 13

Cho bơm chạy tuần hoàn để đuổi hết bọt khí Khi hết bọt khí thì tắt bơm

Mở van đẩy bơm 2 khoảng 2 vòng

Lần lượt bật công tắc bơm 1 và bơm 2 trên màn hình phần mềm Đợi một lúc cho bơmhoạt động ổn định rồi nhấp chuột vào biểu tượng “Go” để ghi lại giá trị do được vào bảng

số liệu của phần mềm và kết quả đo TN2

Tăng dần độ mở van và nhấp chuột vào biểu tượng “Go” để ghi nhận lại các giá trị đovào bảng số liệu của phần mềm cho đến khi van mở hoàn toàn (ít nhất 10 giá trị)

Biểu diễn đặc tuyến mạng ống (H0 – Q) và đặc tuyến thực của hệ thống ghép 2 bơm nốitiếp (H – Q)

Xác định giao điểm của đường đặc tuyến mạng ống và đặc tuyến thực của hệ thống ghép

2 bơm nối tiếp để xác định điểm làm việc của hệ thống ghép 2 bơm nối tiếp

Trang 14

Bơm 1 được thiết lập ở chế độ tốc độ 70%

Tạo một Sheet mới đặt tên là “Parallel”

Chỉnh van 3 ngã tại vị trí hợp lý (sao cho nước cùng vào và cùng ra ở 2 bơm độc lậpnhau)

Mở hoàn toàn van chỉnh lưu lượng

Cho bơm chạy tuần hoàn để đuổi hết bọt khí Khi hết bọt khí thì tắt bơm

Mở van đẩy bơm 2 khoảng 2 vòng

Lần lượt bật công tắc bơm 1 và bơm 2 trên màn hình phần mềm Đợi một lúc cho bơmhoạt động ổn định rồi nhấp chuột vào biểu tượng “Go” để ghi lại giá trị do được vào bảng

số liệu của phần mềm và kết quả đo TN2

Tăng dần độ mở van và nhấp chuột vào biểu tượng “Go” để ghi nhận lại các giá trị đovào bảng số liệu của phần mềm cho đến khi van mở hoàn toàn (ít nhất 10 giá trị)

Trang 15

3.6.4 Báo cáo

Biểu diễn đặc tuyến mạng ống (H0 – Q) và đặc tuyến thực của hệ thống ghép 2 bơm songsong (H – Q)

Xác định giao điểm của đường đặc tuyến mạng ống và đặc tuyến thực của hệ thống ghép

2 bơm song song để xác định điểm làm việc của hệ thống ghép 2 bơm song song

4.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ TÍNH TOÁN

4.1 Thí nghiệm 1 : Xác định các thông số đặc trưng của bơm

68.61

Trang 16

0.270 0.28 0.26 0.26 0.26 0.23 0.19 0.09 0 0 0.5

1 1.5 2 2.5 3 3.5

56.00 58.00 60.00 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 72.00 74.00 76.00

côt áp hiệu suất công suất

4.2 Thí nghiệm 2 : Tìm điểm làm việc của bơm

Độ nhớt Đường kính Khối lượng

riêng

Trởlựccục bộ

Trang 17

10256

14

7726.29

của van chỉnh lưu lượng)

Trang 19

Công suất thủy lực 1.9 1.8 2 1.8 1.9

4.5 Thí nghiệm 3: Ghép bơm nối tiếp

Đường kính Tiết diện Độ nhớt Khối lượng riêng

Trang 21

Đường kính Tiết diện Độ nhớt Khối lượng

riêng

Hệ số trở lực cụcbộ

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	106,51 KB