PHẦN 3: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ PHỤ I.. Tính toán về bơm Chọn bơm ly tâm.. Bơm ly tâm được sử dụng là loại bơm được sử dụng rộng rãi và có nhiều ưu điểm như thiết bị đơn gian, cung cấp đề
Trang 1PHẦN 3: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ PHỤ
I Tính toán về bơm
Chọn bơm ly tâm Bơm ly tâm được sử dụng là loại bơm được sử dụng rộng rãi và có nhiều ưu điểm như thiết bị đơn gian, cung cấp đều
- Áp suất mặt thoáng: P1 = 101330 N/m2
- Áp suất làm việc tháp: P2 = 5×9,81 104 = 490500 N/m2
- Gia tốc trọng trường: g = 9,81 m/s2
- Nước ở 250C: ρH2O = 997 , 08 kg/m2
3
10 8007 , 0 2
−
=
O H
- Chọn chiều cao hút hh = 0,5 m
chiều cao đẩy hđ =
- Chọn chiều dài ống hút Lh = 20 ( m )
chiều dài ống đẩy Lđ = L1 + L2 = 10 ( m )
1 Áp suất toàn phần của bơm H (m)
Áp dụng phương trình Becnuli:
- Cho mặt cắt 1-1 và 1'-1':
h
m
H g
w g
P g
w g
P
+ + +
= +
2
2
2 ' 1 1
' 1
2 1 1
ρ
- Cho mặt cắt 2-2 và 2'-2':
dh
m
H g
w g
P g
w g
P
+ + +
= +
2
2
2 2 1
2
2 ' 2 ' 2
ρ
Trong đó:
ρ - Khối lượng riêng chủa chất lỏng cần bơm
P1, P2 - áp suất trên bề mặt chất lỏng trong không gian đẩy và hút
(N/m2)
H - chiều cao toàn phần do bơm tạo ra, tính bằng cột chất lỏng
được bơm
d
h m
h , - áp suất tổn thất để thắng toàn bộ trở lực trên đường ống
ω1, ω1', ω2, ω2', ω - vận tốc chấtt lỏng trong ống dẫn tại các mặt cắt 1-1, 1'-1' 2-2, 2'-2'
Từ (1) và (2) suy ra:
Chênh lệch áp suất đầu vào và ra của bơm:
g
w w g
w w g
P P g
P P g
P
+ + + +
− +
− +
−
=
−
=
∆
2
2
.
2 ' 1
2 ' 2
2 1
2 2 1 2 ' 1 ' 2 1
ρ ρ
ρ
= Hp + Hw + H0 + Hm
Với
g
w w
2
2 ' 1
2 '
2 −
=0
• H áp suất toàn phần của bơm, m
Trang 2H = P.g1 P2 ' .g P1 '
ρ ρ
−
=
∆
• Hp chênh lệch áp suất giữa mặt 1-1 và 2-2, m
→ Hp = P2ρ.g P1
−
→ Hp = 409500997,08−.1013309,81 = 31,5 (m)
• Hw áp suất động lực học, N/m2
Hw = w 2.g w
2 1
2
2 −
→ Hw =
81 , 9 2
0 5 ,
1 2 −
= 0,1147 ( N/m2 )
• H0 chiều cao nâng chất lỏng, (m)
H0 = Hđ + Hh = 8 + 0,5 = 8,5 (m)
• Hm áp suất trở lực cục bộ và ma sát trên :
Hm = h m d +h m h
td
h h d td
d d
d
L d
L
ξ λ
ξ
* Tính hệ số ma sát, λ
( )2
64 , 1 Re lg 8 , 1
1
−
=
λ ( * ) [ I
– 378 ]
Trong đó Re , chuẩn số Reynol, xác định theo :
Re = µ
ρ
ω d td.
[ I- 377 ]
= 0 , 8007 10 3
08 , 997 12 , 0 4 , 2
− = 358634,9 => Chất lỏng chảy xoáy nên công thức hệ số ma sát xác định theo công thức (* ) là hợp lý
=> = = ( − )2 =
64 , 1 9 , 358624 lg
8 , 1
1
h
* Tính hệ số trở lực cục bộ ,ξ :
+ Với đoạn ống cong: gócθ = 900 → A = 1
2
=
td
d
R
→ B = 0,15
5 , 0
=
b
a
→ C = 1,45 Vậy ξ1 = A.B.C = 1×0,15×1,45 = 0,2175 + Với van thẳng : Re = 283520 < 3.105 → ξ = α×β
Chọn α = 0,96 (với Re = 2,8.105)
β = 1,86 ( với D = 0,15 m)
Trang 3→ ξ2 = 0,96×1,86 = 1,7856 →ξ2 =ξd =ξh = 1,7856
=> Hm = 1 , 7856
12 , 0
20 0143 , 0 7856 , 1 12 , 0
10 0143 ,
Hm = 7,1642
Vậy :
H = Hp + Hw + H0 + Hm
= 31,5 + 0,1147 + 8,5 + 7,1642
H = 47,261 ( m )
2 Công suất yêu cầu trên trục bơm được xác định theo công thức:
η
ρ
1000
. g H Q
Trong đó: N - hiệu suất của bơm, kW
Q - công suất của bơm, m3/s
ρ - KLR của chất lỏng cần bơm, kg/m3
g - gia tốc trọng trường, m/s2
H - áp suất toàn phần của bơm tính bằng mặt cắt cột chất lỏng bơm được
η - hiệu suất chung của bơm
=>
8 , 0 1000
26 , 47 81 , 9 08 , 997 10 8 ,
26 − 3
=
3 Công suất động cơ điện, N dc (kW)
dc tr dc
N N
η
η ×
Với : ηtr - hiệu suất truyền động ( lấy ηtr = 0,85 )
ηdc - hiệu suất động cơ điện ( lấy ηdc = 0,9 )
23 , 20 9 , 0 85 , 0
48 ,
×
=
×
=
dc tr dc
N N
η
Thường động cơ điện được chọn có công suất dự trữ với hệ số dự trữ công suất β
Chọn β = 1,15 [ I –
439 ]
→ c = × dc = 1 , 15 × 20 , 23 = 23 , 26