BƠM (THỦY lực KHÍ nén SLIDE)

CENNITEC BƠM GIỚI THIỆU VỀ BƠM THỂ TÍCH Bơm cánh dẫn Bơm thể tích Bơm lý tưởng Bơm thực tế Các lọai bơm quay CENNITEC Bơm cánh dẫn Hình 2.1 Bơm ly tâm-nguyên lý đặc tính Dạng bơm cánh dẫn phổ biến bơm ly tâm Đối với bơm dạng này, lưu lượng cung cấp bơm giảm dần áp suất làm việc bơm tăng lên Sơ đồ nguyên lý đường đặc tính lưu lượng-áp suất bơm ly tâm trình bày hình 2.1 Lưu chất hút vào đẩy nhờ lực ly tâm tạo cánh dẫn CENNITEC Bơm thể tích Hình 2.2 Bơm thể tích Nguyên lý làm việc bơm thể tích tóm tắt sau: Trong lúc tăng thể tích làm việc mình, buồng hoạt động bơm kết nối với đường hút Sự gia tăng thể tích buồng làm việc kéo theo giảm áp suất bên nó, dẫn đến chất lỏng bị hút vào bên Khi thể tích buồng làm việc đạt tới giá trị lớn nhất, buồng làm việc cách ly với đường hút Trong giai đoạn giảm thể tích, buồng làm việc kết nối với đường đẩy Lưu chất đẩy đến ngõ bơm nén tới áp suất cần thiết để thắng lực cản tồn ống dẫn Giai đoạn đẩy dầu kết thúc buồng làm việc giảm đến thể tích nhỏ Sau đó, buồng làm việc tách khỏi đường đẩy CENNITEC Bơm lý tưởng Thể tích riêng bơm thể tích chất lỏng cung cấp bơm sau vịng quay với giả thiết khơng có rị rỉ bên bơm bỏ qua độ nén chất lỏng Nó phụ thuộc vào giá trị lớn giá trị nhỏ có buồng làm việc, số lượng buồng làm việc, số lần hút đẩy vịng quay trục bơm Thể tích phục thuộc vào hình dáng hình học bơm nên cịn gọi là thể tích hình học, Dp (geometric volume) Nó xác định theo cơng thức sau: Dp = (Vp_max – Vp_min)zi Trong đó, i = số lần hút đẩy chu kỳ quay, z = số lượng buồng làm việc, Vp_max = thể tích lớn buồng làm việc (m3), Vp_min= thể tích nhỏ buồng làm việc, Dp = thể tích riêng bơm (m3/rev) CENNITEC Bơm lý tưởng Giả thiết khơng có rị rỉ bên bơm, khơng ma sát, khơng có áp, lưu lượng bơm lý tưởng (xem hình 2.3): Hình 2.3 Minh họa bơm lý tưởng Lưu lượng lý thuyết Qt = Dpnp Qt = lưu lượng lý thuyết bơm, m3/s np = vận tốc quay trục bơm, rev/s CENNITEC Bơm lý tưởng Với giả thiết bơm lý tưởng, lượng khí cung cấp lượng thủy lực tạo hệ thống thủy lực, mối quan hệ trình bày theo công thức sau: 2πnpTp = Qt (Pp - Pi)= Dp np ΔP Hoặc Tp = (Dp /2π) ΔP Trong đó, Tp = mơ-men kéo trục bơm (N.m), ΔP = Sự gia tăng áp suất bơm (Pa) CENNITEC Bơm lý tưởng Sự biến đổi lượng hệ thống thủy lực Hình 2.4 Minh họa biến đổi lượng hệ thống thủy lực CENNITEC Bơm thực tế Công suất thủy lực cung cấp bơm thực tế nhỏ so với lượng khí mà nhận Nguyên nhân hiệu suất thể tích, ma sát, mát lượng thủy lực Lưu lượng thực tế bơm cung cấp nhỏ so với lưu lượng lý thuyết nguyên nhân sau: Rị rỉ bên bơm Bơm bị xâm thực tượng tạo bọt khí Dầu bị nén Q L = P / RL Q p = Qt - QL Hình 2.6 Đường đặc tính bơm thể tích Lực cản tạo khe hở, RL, tỉ lệ thuận với độ nhớt dầu, tỉ lệ nghịch với thể tích CENNITEC Bơm thực tế Hiệu suất thể tích Hiệu suất thể tích bơm thường nằm khoảng từ 0.8 đến 0.99 Bơm piston có hiệu suất thể tích cao nhất, bơm bánh bơm cánh gạt, nhìn chung, có hiệu suất thể tích thấp CENNITEC Các mạch điều khiển bơm Sơ đồ thủy lực hệ thống trình bày hình vẽ Giá trị cài đạt cho công tắc áp suất 207 bar Hệ thống sử dụng van giới hạn áp suất tác động gián tiếp điều khiển nhờ van điện từ Điều cho phép bơm khởi động không tải giai đọan ban đầu Thời gian bơm xả tải chu trình làm việc tính bằng: 1.155/0.219 = 5.27 s Năng lượng thủy lực cung cấp bơm là: (13.17 l/min x 207 bar) / 600 = 4.54 kW Vì bơm xả tải 5s, hiệu suất hệ thống tính là: (5)(6.25)(0.5)  (10)(3.3)(0.5) 100 28.3% (30  5)( 4.54) CENNITEC Các mạch điều khiển bơm  Hệ điều khiển dùng bơm thể tích riêng thay đổi Áp suất làm việc hệ thống 150 bar bơm cánh gạt khơng sử dụng (Vì bơm cánh gạt làm việc áp suất từ 70 100 bar) Trong trường hợp bơm piston lựa chọn Áp suất làm việc bơm piston lên đến 350 bar Bơm chọn phải có lưu lượng tối thiểu 25 l/min áp suất làm việc 150 bar Từ catalog nhà sản xuất (bảng 2.3) bơm PVB10 có lưu lượng lý thuyết 21.1 l/min vận tốc 1000 rev/min với áp suất làm việc tối đa 210 bar Như vận tốc quay 1440 rev/min bơm có lưu lượng 30.4 l/min CENNITEC Các mạch điều khiển bơm  Ta chỉnh thể tích riêng bơm để có lưu lượng lớn 25 l/min  Ở hành trình từ giây thứ 20 đến giây thứ 30, lưu lựơng mà hệ thống cần 20 l/min, nhỏ lưu lượng lớn bơm  Như vậy, cần thiết phải lắp vào hệ thống van điều chỉnh lưu lượng để nhận giá trị CENNITEC Các mạch điều khiển bơm  Áp suất cân bơm chỉnh giá trị áp suất làm việc lớn 150 bar  Trong hệ thống phải có van an tịan để để phịng cố, van điều chỉnh cao áp suất cân bơm, 180 bar CENNITEC Các mạch điều khiển bơm  Năng lượng thủy lực cung cấp là:  Từ giây đến giấy 10 : (25 x 150) / 600 = 6.25 kW  Từ giây 20 đến 30: (20 x 150)/600 = kW  Hiệu là:  5     / thống 3.310hệ 32.125   6.25suất 6.25 5   510   100 39.5%   2   81.25 CENNITEC Thi kỳ Thời điểm: tuần thứ 7-8 Thời gian thi: 45-60 phút Hình thức: khơng sử dụng tài liệu Nội dung:  Nhận biết ký hiệu thành phần thủy lực  Tính tốn công suất, lưu lượng, vận tốc, lực, mô-men, hiệu suất thể tích, hiệu suất khí… CENNITEC Bài tập 2.1 Một bơm tích riêng Dp = 1.7 cm3 kéo vận tốc 1500 vịng/phút Nếu bơm có hiệu suất thể tích 87 % hiệu suất tổng 76 %, tính:  a) Lưu lượng bơm cung cấp (l/min)  b) Công suất cần để kéo bơm làm việc áp suất 150 bar CENNITEC Bài tập 2.2 Một bơm bánh cung cấp lưu lượng 15 l/min áp suất vận hành 200 bar Bơm kéo vận tốc 1430 vòng/min Nếu công suất cung cấp 6.8 kW hiệu suất khí bơm 87 % Tính thể tích riêng bơm (cm3) CENNITEC Bài tập 2.3 Hệ thống thủy lực cần lưu lượng 32 l/min áp suất 260 bar Bơm dung loại bơm tích riêng thay đổi hiệu chỉnh tay Thể tích riêng cực đại bơm 28 cm3 Bơm kéo vận tốc quay 1430 vòng/phút Hiệu suất tổng bơm 0.85, hiệu suất thể tích 0.90 Tính:  a) Thể tích riêng bơm hiệu chỉnh mức % so với giá trị CENNITEC cực đại Bài tập  2.4 Một hệ thống thủy lực dùng 25 lít dầu phút cung cấp bơm tích riêng 12.5 cm3, vận tốc quay bơm 2880 vịng/phút Bơm có hiệu suất thể tích 0.85 hiệu suất tổng 0.75 Nếu van giới hạn áp suất hệ thống cài giá trị 180 bar, tính:     a) Lưu lượng cung cấp bơm b) Công suất cần thiết để kéo bơm c) Mô-men kéo trục bơm d) Năng lượng dư dầu xả qua van giới hạn áp suất CENNITEC Bài tập  2.8 Hệ thống thủy lực nâng hạ tải trình bày hình Vận tốc xy lanh hạ tải kiểm soát van điều chỉnh lưu lượng hướng  a) Gọi tên thành phần thủy lực đánh số hình vẽ  b) Vẽ trạng thái hệ thống lúc hạ tải, tính áp suất buồng chứa ti xy lanh, Pc, lưu lượng vào xy lanh, Qin, lưu lượng xy lanh, Qout, lưu lượng bơm cung cấp, Qp, công suất đầu bơm, Nh, công suất để kéo bơm, Nin CENNITEC Bài tập c) Tính tiết diện van điều chỉnh lưu lượng Lưu lượng qua van điều chỉnh lưu lượng xác định theo Q C A 2P /  d t  Q = Lưu lượng qua van điều chỉnh lưu lượng, m3/s  At = Tiết diện van, m2  Cd = Hệ số, Cd = 0.611  ΔP = Độ chênh áp suất van, Pa  ρ = Khối lượng riêng lưu chất, ρ = 870 kg/m3  d) Năng lượng qua van điều chỉnh lưu lượng qua van giới hạn áp suất CENNITEC Bài tập CENNITEC Bài tập  Cho biết,  Áp suất ngõ bơm = 30 bar  Vận tốc xy lanh hạ tải = 0.07 m/s  Diện tích piston Ap = 78.5 cm2  Diện tích ti Ar = 40 cm2  Giá trị cài đặt van giới hạn áp suất = 35 bar  Tải W = 30 kN  Hiệu suất thể tích = 0.90  Hiệu suất tổng = 0.81  Thể tích riêng Dp = 30 cm3/vịng  Số vòng quay np = 1400 vòng/min CENNITEC CENNITEC Thank You ! ... VỀ BƠM THỂ TÍCH Bơm cánh dẫn Bơm thể tích Bơm lý tưởng Bơm thực tế Các lọai bơm quay CENNITEC Bơm cánh dẫn Hình 2.1 Bơm ly tâm-ngun lý đặc tính Dạng bơm cánh dẫn phổ biến bơm ly tâm Đối với bơm. .. = lưu lượng lý thuyết bơm, m3/s np = vận tốc quay trục bơm, rev/s CENNITEC Bơm lý tưởng Với giả thiết bơm lý tưởng, lượng khí cung cấp lượng thủy lực tạo hệ thống thủy lực, mối quan hệ trình... bơm (N.m), ΔP = Sự gia tăng áp suất bơm (Pa) CENNITEC Bơm lý tưởng Sự biến đổi lượng hệ thống thủy lực Hình 2.4 Minh họa biến đổi lượng hệ thống thủy lực CENNITEC Bơm thực tế Công suất thủy lực