Báo Cáo Đồ Án Môn: Quá trình thiết bị

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM TRUNG TÂM MÁY VÀ THIẾT BỊ -------oOo------- Báo Cáo Đồ Án Môn: QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ Đề tài: THIẾT KẾ & KHẢO SÁT HỆ THỐNG GHÉP BƠM NỐI TIẾP VÀ SONG SONG GVHD: Th.S TRƢƠNG VĂN MINH SVTH: CDHD8- Nhóm 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2009. Đồ Án Môn Học : Máy Thiết Bị Lớp CDHD 8 Nhóm 1 GVHD Trƣơng Văn Minh Trang 2 BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM TRUNG TÂM MÁY VÀ THIẾT BỊ -------oOo------- Báo Cáo Đồ Án Môn: QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ Đề tài: THIẾT KẾ & KHẢO SÁT HỆ THỐNG GHÉP BƠM NỐI TIẾP VÀ SONG SONG GVHD: Th.S TRƢƠNG VĂN MINH SVTH: CDHD8- Nhóm 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2009 DANH SÁCH SINH VIÊN NHÓM 1 GVHD :Trƣơng Văn Minh Trang 3 STT HỌ VÀ TÊN MSSV NHẬN XÉT ĐIỂM 1. TRỊNH QUỐC ANH 06130171 2. TẠ CÔNG BÌNH 06150001 3 MAI VĂN CHÍN 06302211 4. NGUYỄN CÔNG DANH 06117661 5. KHƢU VĂN ĐOÀN 06055951 6. PHẠM TRƢỜNG GIANG 06067331 7. PHẠM THANH HẢI 06054641 8. NGÔ THỜI HIỆU 06151511 9. VÕ MINH HIẾU 0616918 10. PHẠM THỊ HIỆP 06140521 11. ĐÀO XUÂN HÙNG 06171871 12. VÕ THANH HÙNG 06147561 13. NGUYỄN DUY KHÂM 06079021 14. NGUYỄN TRUNG KIÊN 06141351 15. TRẦN TRỌNG KIỆT 06157511 16. BÙI ĐỨC LIÊM 06158121 17. VŨ THỊ LOAN 06151951 18. NGUYỄN HOÀNG LONG 06126091 19. PHÙNG MINH MẪN 06299271 20. TRẦN THỊ DIỄM MI 06139911 21 NGUYỄN CÀ NA 06149541 22 TRẦN VĂN NĂM 06311641 23. VŨ THỊ THANH NGA 06134241 24. VÕ VŨ NGUYÊN 06128001 25. NGUYỄN DANH NHÂN 06165081 Đồ Án Môn Học : Máy Thiết Bị Lớp CDHD 8 Nhóm 1 GVHD Trƣơng Văn Minh Trang 4 LỜI NÓI ĐẦU Trong ngành công nghiệp hóa học nói chung, công nghiệp lọc hóa dầu, công nghiệp chế biến thực phẩm nói riêng thì bơm là một thiết bị rất phổ biến và đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền công nghệ- thông qua việc vận chuyển các loại lƣu chất phục vụ sản suất. Do đó, việc hiểu rõ về bơm là một yêu cầu bắt buộc đối với tất cả sinh viên chuyên nghành hóa học. Xuất phát từ tinh thần đó, tập thể sinh viên nhóm 1, lớp CDHD8 đã mạnh dạn thực hiện đồ án môn: Quá Trình Thiết Bị với đề tài: “THIẾT KẾ & KHẢO SÁT HỆ THỐNG GHÉP BƠM NỐI TIẾP VÀ SONG SONG” Tập thể sinh viên nhóm 1, lớp CDHD8 xin chân thành gửi lời cảm ơn đến với Trung Tâm Máy và Thiết Bị, của trƣờng Đại Học Công Nghiệp thành phố Hồ Chí Minh; lời cảm ơn đặc biệt đến thầy hƣớng dẫn Thạc sĩ Trƣơng Văn Minh đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ nhóm hoàn thành thật tốt đồ án thiết bị này. Mặc dù đã có sự cố gắng nhất của tất cả các thành viên. Song trong quá trình thực hiện không thể không có những thiếu xót về nội dung lẫn hình thức. Kính mong thầy cô và các bạn sinh viên thẳng thắn góp ý để chúng tôi có thể hoàn thành đồ án này tốt hơn. Xin chân thành cảm ơn ! CDHD8- N1 Đồ Án Môn Học : Máy Thiết Bị Lớp CDHD 8 Nhóm 1 GVHD Trƣơng Văn Minh Trang 5 MỤC LỤC Phần 1: MỞ ĐẦU . 1 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ: . 1 1.2. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU: 1 1.2.1. Mục đích: . 1 1.2.2. Yêu cầu: . 1 1.3. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU: . 1 1.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 1 1.5. PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1 1.6 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 2 Phần 2: NỘI DUNG . 3 2.1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 3 2.2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT . 3 2.2.1. Khái niệm và phân loại bơm 3 2.2.2. Các thông số cơ bản của bơm 4 2.2.3. Bơm ly tâm . 7 2.2.4. Đặc tuyến của bơm ly tâm 10 2.2.5. Ghép bơm . 12 2.3. THÍ NGHIỆM . 18 2.3.1. Giới thiệu 18 2.3.2. Phƣơng pháp thí nghiệm 18 2.3.3. Kết quả số liệu thí nghiệm . 19 2.3.4. Xử lý số liệu và vẽ đồ thị . 20 2.3.5. Bàn luận . 22 GVHD :Trƣơng Văn Minh Trang 1 Phần 1: MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ: Trong ngành công nghiệp hóa học nói chung, công nghiệp lọc hóa dầu, công nghiệp chế biến thực phẩm nói riêng thì Bơm là một thiết bị rất phổ biến và đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền công nghệ- thông qua việc vận chuyển các loại lƣu chất phục vụ sản suất. Do đó, việc hiểu rõ về Bơm là một yêu cầu bắt buộc đối với tất cả sinh viên chuyên nghành hóa học. Xuất phát từ tinh thần đó, tập thể sinh viên nhóm 1, lớp CDHD8 đã mạnh dạn thực hiện đồ án môn: Quá Trình Thiết Bị với đề tài: “THIẾT KẾ & KHẢO SÁT HỆ THỐNG GHÉP BƠM NỐI TIẾP VÀ SONG SONG” 1.2. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU: 1.2.1. Mục đích: Giúp sinh viên chuyên ngành hóa học nói riêng cũng nhƣ sinh viên chuyên ngành công nghệ khác và tất cả mọi ngƣời có nhu cầu tìm hiểu về Bơm hiểu rõ cấu tạo, các ƣu nhƣợc điểm, cấu tạo, phƣơng thức hoạt động trong từng trƣờng hợp của bơm. Từ đó có thể vận dụng vào công việc trong tƣơng lai cũng nhƣ trong cuộc sống. 1.2.2. Yêu cầu: Tập hợp sức mạnh tập thể của tất cả các thành viên trong nhóm, có sự phân công, giao việc cụ thể, rõ ràng giữa các thành viên. Nắm vững những kiến thức cơ bản của các môn chuyên nghành liên quan nhƣ: Quá Trình- Thiết Bị Thủy Cơ- Vật Liệu Rời, Truyền Khối . Đồng thời các sinh viên cũng phải có những kiến thức xã hội, đời sống cần thiết để có thể vận dụng vào thực tế đồ án. Tham gia khảo sát thị trƣờng, thu thập, xử lý thông tin qua nghiên cứu, tham khảo tƣ liệu, qua sách vở, báo chí, internet, các phƣơng tiện thông tin đại chúng,… 1.3. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU: Tìm hiểu về cấu tạo, phƣơng thức hoạt động, các ƣu nhƣợc điểm của bơm khi khảo sát riêng lẻ 1 bơm, 2 bơm ghép nối tiếp, 2 bơm ghép song song. 1.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phƣơng pháp nghiên cứu khoa học, thông qua các tài liệu tham khảo, những tài liệu chuyên nghành…, tiến hành thí nghiệm nhiều lần trên mô hình mà nhóm tự chế tạo để hoàn thành 1 bài thí nghiệm hoàn chỉnh. 1.5. PHẠM VI NGHIÊN CỨU GVHD :Trƣơng Văn Minh Trang 2 Trong khuôn khổ quy định của đồ án với thời gian nghiên cứu có hạn, trong khi đề tài về Bơm là một đề tài khá lớn, khó, phức tạp, đòi hỏi nhiều kiến thức chuyên ngành về công nghệ, kinh tế-xã hội,… và cần nhiều thời gian để thực hiện hoàn chỉnh nhất. Do vậy, trong khả năng có hạn của mình, nhóm chỉ tập trung nêu cấu tạo, phƣơng thức hoạt động, các ƣu nhƣợc điểm của bơm khi khảo sát riêng lẻ 1 bơm, 2 bơm ghép nối tiếp, 2 bơm ghép song song. 1.6 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Sau khi hoàn thành đồ án nhóm thực hiện đã rút ra đƣợc những kinh nghiệm quý báu trong việc tổ chức thực hiện việc nghiên cứu khoa học, sƣu tầm, chọn lọc, tham khảo tài liệu , khả năng làm việc nhóm. Đặc biệt, các thành viên đã có cơ hội tự nghiên cứu và chế tạo mô hình, tiếp xúc và hiểu rõ các thiết bị phụ trợ của bơm. Do đó, nhóm đã nắm khá vững cấu tạo, phƣơng thức hoạt động, các ƣu nhƣợc điểm của bơm khi khảo sát riêng lẻ 1 bơm, 2 bơm ghép nối tiếp, 2 bơm ghép song song. Và cuối cùng nhóm đã hoàn thành 1 bài thí nghiệm môn Quá Trình Thiết Bị hoàn chỉnh với 1 mô hình hoạt động và báo cáo thí nghiệm. GVHD :Trƣơng Văn Minh Trang 3 Phần 2: NỘI DUNG BÀI THỰC HÀNH: THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT HỆ THỐNG GHÉP BƠM NỐI TIẾP VÀ SONG SONG 2.1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM - Tìm hiểu các phƣơng pháp tính toán và chọn các thông số của bơm cho phù hợp với điều kiện kỹ thuật lắp đặt và vận hành bơm đúng kỹ thuật. - Khảo sát đƣờng đặc tuyến và tìm điểm làm việc của bơm ly lâm trong 3 trƣờng hợp: khi khảo sát 1 bơm, 2 bơm nối tiếp và 2 bơm song song. - Tính công suất của bơm ly tâm trong 3 trƣờng hợp khi: khảo sát 1 bơm, 2 bơm nối tiếp và 2 bơm song song. 2.2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.2.1. Khái niệm và phân loại bơm 2.2.1.1. Khái niệm Bơm là loại thiết bị đƣợc áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, dùng để vận chuyển chất lỏng chuyển đống trong ống. Bơm là loại thiết bị chính cung cấp năng lƣợng cho chất lỏng để thắng trở lực trong đƣờng ống khi chuyển động, nâng chất lỏng lên độ cao nào đó, tạo lƣu lƣợng trong thiết bị công nghệ…. Năng lƣợng của bơm đƣợc lấy từ các nguồn động năng khác. 2.2.2.2. Phân loại Theo nguyên lý hoạt động, bơm chất lỏng chia làm ba nhóm chính sau: - Bơm thể tích: việc hút và đẩy chất lỏng ra khỏi bơm nhờ sự thay đổi thể tích của không gian làm việc trong bơm. Do đó thể tích và áp suất chất lỏng trong bơm sẽ thay đổi, sẽ cung cấp năng lƣợng cho chất lỏng. Việc thay đổi thể tích trong bơm có thể do: + Chuyển động tịnh tiến (bơm pittong) + Chuyển động quay (bơm roto) - Bơm động lực: việc hút và đẩy chất lỏng ra khỏi bơm nhờ sự chuyển động quay tròn của các bơm, khi đó động năng của cánh quạt sẽ truyền vào chất lỏng tạo năng lƣợng cho dòng chảy. Năng lƣợng của cánh quạt truyền vào chất lỏng có thể dƣới dạng: + Lực ly tâm (bơm ly tâm) + Lực đẩy của cánh quạt (bơm hƣớng trục) + Lực ma sát: bơm xoáy lốc - Bơm khí động: việc hút và đẩy chất lỏng đƣợc thực hiện nhờ sự thay đổi áp suất của dòng khí chuyển động trong bơm và tạo năng lƣợng cho dòng chảy. GVHD :Trƣơng Văn Minh Trang 4 + Bơm Ejector: Việc thay đổi áp suất dòng khí sẽ tao ra lực lôi cuốn chất lỏng cùng dòng khí. + Thùng nén: tạo áp suất trên bề mặt chất lỏng nhằm tạo cho chất lỏng có thế năng cần thiết để chuyển động. 2.2.2. Các thông số cơ bản của bơm - Năng suất của bơm: là thể tích chất lỏng bơm cung cấp vào ống đẩy trong một đơn vị thời gian. Ký hiệu: Q (m 3 /s; m 3 /h; l/s ) - Cột áp của bơm: là áp suất chất lỏng tại miệng ra ống đẩy của bơm hay là năng lƣợng riêng của chất lỏng thu đƣợc khi đi từ ống hút đến ống đẩy của bơm. Ký hiệu: H (m) Cột áp của bơm đƣợc xác định theo công thức: H = H 1 + H 2 + H 3 + H 4 + H 5 (m) H 1 : cột áp để khắc phục chiều cao nâng hình học, m H 2 : cột áp để khắc phục chênh lệch áp suất ở hai đầu ống hút và đẩy, m H 3 , H 4 : cột áp để khắc phục trở lực trong ống hút và ống đẩy, m H 5 : cột áp để khắc phục động năng giữa ống hút và ống đẩy, m - Công suất của bơm: là năng lƣợng tiêu hao để tạo ra lƣu lƣợng Q và cột áp H. Kí hiệu: N, đơn vị: kW hoặc HP (house power) gọi là sức ngựa (1 HP = 0.7457 kW) Công suất của bơm đƣợc xác định theo công thức: N=   1000 gQH (Kw) Trong đó: Q: lƣu lƣợng của bơm, m 3 /s H: cột áp của bơm, m ρ: khối lƣợng riêng của chất lỏng, kg/m 3 η = 0.55: hiệu suất của bơm g: gia tốc trọng trƣờng, m/s 2 - Hiệu suất của bơm: Là đại lƣợng đặc trƣng cho độ sử dụng hữu ích của năng lƣợng đƣợc truyền từ động cơ đến bơm. Kí hiệu: η [...]... cuộc sống GVHD :Trƣơng Văn Minh Trang 22 Đồ Án Môn Học : Máy Thiết Bị Lớp CDHD 8 Nhóm 1 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Nguyễn Bin – Tính toán quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm – NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1999 2 Nguyễn Minh Tuyển – Bơm, quạt, máy nén trong công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, 1985 3 Tập thể tác giả - Giáo trình Quá trình – Thiết bị thủy cơ – Vật liệu rời, TT Công nghệ... Cấu tạo GVHD :Trƣơng Văn Minh Trang 7 Bơm ly tâm bao gồm vỏ bơm 3, bánh guồng trên đó có các cánh hƣớng dòng Bánh guồng đƣợc gắn trên trục truyền 1, ống hút 4 và ống đẩy 2 2.2.3.2 Nguyên lý hoạt động Khi bánh guồng quay dƣới tác dụng của lực ly tâm chất lỏng trong bánh guồng sẽ chuyển động theo cánh hƣớng dòng từ tâm bánh guồng ra mép bánh guồng và theo vỏ bơm ra ngoài Vỏ bơm đƣợc cấu tạo theo hình xoắn... học Kỹ thuật, 1985 3 Tập thể tác giả - Giáo trình Quá trình – Thiết bị thủy cơ – Vật liệu rời, TT Công nghệ hóa học- ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh, TP.HCM 2007 4 Tập thể tác giả - Giáo trình thực hành Quá trình – Thiết bị, TT Công nghệ hóa học- ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh, TP.HCM 02/2007 5 www.congnghehoahoc.com.vn GVHD Trƣơng Văn Minh Trang 23 ... Hình 1: Các thông số cơ bản của bơm Gọi: P1: áp suất ở mặt thoáng bể chứa số 1, Pa P2: áp suất ở mặt thoáng bể chứa số 2, Pa Hh: chiều cao hút, m Hđ: chiều cao đẩy, m H = Hh + Hđ: khoảng cách 2 mặt thoáng, m Z1: khoảng cách từ mặt cắt 1-1 đến mặt chuẩn, m Z2: khoảng cách từ mặt cắt 2-2 đến mặt chuẩn, m Z = Z2 – Z1: khoảng cách 2 mặt thoáng, m h: khoảng cách giữa áp kế và chân không kế, m Ph, Pđ: áp... hình xoắn ốc có tiết diện lớn dần có tác dụng làm giảm bớt vận tốc dòng chảy Khi chất lỏng trong bánh guồng chuyển động ra ngoài dƣới tác dụng của lực ly tâm, sẽ tạo ra áp suất chân không tại tâm bánh guồng, do có sự chênh lệch áp suất ở bên ngoài và tâm bánh guồng chất lỏng sẽ theo ống hút chuyển động vào bánh guồng, tạo thành dòng chất lỏng chuyển động liên tục trong bơm GVHD :Trƣơng Văn Minh Trang... lƣợng của bơm khi làm việc song song bị giảm đi so với khi làm việc riêng rẽ Sự làm việc song song của hai bơm có lợi nhất trong trƣờng hợp điểm làm việc 1 ứng với giá trị hiệu suất lớn nhất Điều đó có thể thực hiện đƣợc nếu chọn bơm hợp lý Khi chọn bơm, lấy lƣu lƣợng của mỗi bơm bằng nửa lƣu lƣợng tính toán, còn cột áp toàn phần xác định ứng với giá trị lƣu lƣợng tính toán 2.2.3.2 Ghép bơm nối tiếp Các... của từng bơm cũng trong hệ thống ấy Từ đồ thị thấy rằng, trong trƣờng hợp này khi ghép hai bơm làm việc nối tiếp không những có khả năng tăng cột áp mà còn tăng cả lƣu lƣợng của hệ thống GVHD :Trƣơng Văn Minh Trang 17 2.3 THÍ NGHIỆM 2.3.1 Giới thiệu BT B1 A B2 V Phút Pđẩy Lưu lượng kế Ta quan sát kĩ sơ đồ hệ thống thí nghiệm sau: 4 2 Bơm 1 3 Bơm 2 1 5 Hình 7: Sơ đồ hệ thống thí nghiệm 2.3.2 Phƣơng pháp... mỗi thí nghiệm, ghi giá trị I và U  Ứng mỗi chế độ lƣu lƣợng ta ghi giá trị áp suất hút (Ph) ở đầu vào và áp suất (Pđ) đẩy ở đầu ra 2.3.3 Kết quả số liệu thí nghiệm Các thông số cần thiết cho việc tính toán  Công suất thiết kế của bơm N= 370 (w)  Lƣu lƣợng tối đa của bơm Qmax= 6,5 (m3/h)  l = 5,8m : chiều dài ống  d = 0,027m : đƣờng kính ống  Σφ = 38,25 : tổng hệ số trở lực cục bộ trong ống ... chuẩn, m Z = Z2 – Z1: khoảng cách 2 mặt thoáng, m h: khoảng cách giữa áp kế và chân không kế, m Ph, Pđ: áp suất trong đƣờng ống hút và ống đẩy, Pa Trƣờng hợp 1: đối với bài toán thiết kế hoặc chọn bơm thích hợp, ta áp dụng phƣơng trình Bernulli viết cho 2 mặt cắt 1-1 và 2-2: GVHD :Trƣơng Văn Minh Trang 6 Z1  P 12 P 2 1   H  Z2  2  2  hf g 2 g g 2 g Trong đó: ρ: khối lƣợng riêng của dòng lƣu... hf g 2g Trong phƣơng trình thì: (Z2 - Z1) = Z: năng lƣợng (cột áp) dùng để khắc phục chiều cao nâng hình học, m P2  P1 : năng lƣợng dùng để thắng lại sự chênh lệch áp suất ở 2 mặt thoáng, m g 2  2  12 2g : năng lƣợng dùng để khắc phục động năng giữa ống đẩy và ống hút, m Σhf : năng lƣợng do bơm tạo ra để thắng lại tổng trở lực trên đƣờng ống, m Trƣờng hợp 2: đối với bài toán thử lại bơm (đã có . HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM TRUNG TÂM MÁY VÀ THIẾT BỊ -------oOo------- Báo Cáo Đồ Án Môn: QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ Đề tài: THIẾT KẾ & KHẢO SÁT HỆ THỐNG GHÉP BƠM. HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM TRUNG TÂM MÁY VÀ THIẾT BỊ -------oOo------- Báo Cáo Đồ Án Môn: QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ Đề tài: THIẾT KẾ & KHẢO SÁT HỆ THỐNG GHÉP BƠM