Đang tải... (xem toàn văn)
Bơm (quạt) ghép song song... Bơm năng lượng.... Bcrm chắt lòng lẫn tạp chất... Bơm hướng trục... Vỏ bơm hai lórp và vò phân đoạn của bơm nhiều cấp... Nẳp bơm phía đẩy... Khâu nối mặ[r]
(1)GS.TS LÊ DANH LIÊN
BƠM, QUẠT CÁNH DẪN
ị
(2)GS TS LÊ DANH LIÊN
BƠM, QUẠT CÁNH DẨN
(3)Bản quyền thuộc trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Mọi hình thức xuất bản, chép mà khơng có cho phép vãn bàn cùa trường vi phạm pháp luật
Mã số: 128 - 20I 4/CXB/6I - OÌ/BKHN
Iỉiẻn mục trén \u âí ball pỉìẩm Thư viện Quốc gia Việt Nam
Lô Danh Liên
Bơm, quạt cánh dẫn / Lê Danh Liên - H : Bách khoa Hà Nội, 2014 - 420tr.; 24cm
Thư mục: tr 418.419 ISBN 9786049119187
1 Bcrm Quạt cánh dẫn Giáo trình 621.6 - dc 14
(4)LỜI NĨI ĐÀU
Mơn học Bơm, quạt cánh dẫn mơn học cùa ngành đào tạo Máy Tự động thủy khí Đẻ phục vụ cho cơng tác đào tạo theo tín chi góp phần nâng cao chất lượng đào tạo, tác già biên soạn xuắt giáo trình Bơm, quạt cánh dẫn làm tài liệu học tập thức cho sinh viên ngành Máy Tự động thủy khí
Giáo trình cỏ thể dùng làm tài liệu học tập tham khảo cho sinh viên ngành Cơ khí, Xây dựng, Máy Năng lượng số ngành khác Giáo trình tài liệu tham khảo bổ ích cho cán kỹ thuật làm công việc lien quan tới máy bơm, quạt thiết bị ứng dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân
Để đáp úng yêu cầu nâng cao chắt lượng đào tạo tham khảo cho sinh viên, cán kỹ thuật làm việc lĩnh vực ngành nghề liên quan, tác giả cố gắng giơi thiệu nhừng kiến thức bàn, phương pháp tính tốn thiết ké ứng dụng thực tế sản xuất kết nghiên cứu gần
Tác giả chân thành cám ơn dóng góp ý kiến quý báu cúa bạn đồng nghiệp, thầy cô giáo Bộ môn Máy va Tụ động thủy khí, Viộn Cơ khí Động lực, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Ban Biên tập Nhà xuất Bách Khoa - Hà Nội cho việc in ấn xuất giáo trình
Vì thời lượng cỏ hạn tài liệu xuất lần nên giáo trình chẳc chẳn khỏng tránh khỏi sai sót Chủng tồỉ mong nhận nhieu ý kiến đỏng góp cùa bạn đọc
Mọi ý kiến xin gửi Bộ môn Máy Tự động thủy khí, Viện Cơ khí Động lực, Trường Dại học Bách Khoa Hà Nội, số - Đại cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội
Tác giả
(5)MỤC LỤC
LỜI NÓI D人u
CHƯƠNG CÁC KHÁI NIỆM C BẢN VÈ BƠM, QUẠT CẢNH DẢN …13 1.1 Định nghĩa phân lo ại 13
1.1.1 Định nghĩa 13
1.1.2 Phân loại 14
1.2 Cac thông số làm viẹc bơm, q u t 16
1.2.1•しưu lượng 16
1.2.2 Cột áp 16
12 .0 v^ong suất hiẹu suất bơm, quạt 17
1.3 Cong dụng lĩnh vực sử dụng ciía bcrni， q u ạt 19
CHƯƠNG C SỞ LÝ THUYẾT CỦA BƠM, QUẠT CÁNH D Ả N 22
2.1 Giỏi thiệu c h u n g 22
2.2 Sơ đồ két cấu nguyên lý tác dụng bơm quạt cánh a a n 23
2.2.1.Sơ đồ két cấu bơm quạt cánh dán 23
2.2.2 Nguyên lý tác dụng bơin, quạt cánh dẫn 24
2.3 Cac lý thuyét nan bơm, quạt cánh d ẫ n 25
2.4 Phương trình cua máy cánh a a n 27
2.5 Ảnh hirong cua số cánh dẫn hữu hạn toi cột áp m y 33
2.6 Ảnh hưởng chiều dày cánh dẫn tói phân bố vận tốc CIỈ9 clòng chất lỏ n g 37
2.7 Ảnh hưỏTìg ciia két cấu cánh dẫn toi cột áp bom q u t 39
2.7.1 Anh hường góc P| 40
2.7.2 Ảnh hường góc P2 40
2.8 Hệ số phản lực cua cánh d ẫ n 45
2.9 ^ ọ t áp thực ciia hơm quạt cánh d ẫ n 46
2.10 Đuờng đặc tính boin, quạt cánh d ẫ n 47
2.10.1 Đường đặc tính lý thuyết Hitoo- Qu bơm, quạt cánh d ẫ n 47 2.10.2 Đường đặc tính làm việc lý thuyết (H - Q) bơm, quạt cánh dẫn 49
(6)CHI ONG LUẬT TUƠNG TỤ TRONG BƠM, ỌUẠT CANH DÁN, m $ N TƯỢNG XÂM THỤC V入 ĐIÈU KIỆN TƯƠNG T ự
XÂM T H Ụ C 52
3.1 Oiều kiện tưong tự 52
3.1.1 Điều kiẹn tương tự hình học 52
3.1.2 Điều kiẹn tương tự động h ọ c 53
3.1.3 Đicu kicn tương tự động lực 53
3.2 Cac phuơng trình tưong tự bom, quạt cánh aan 55
3.2.1 Phương trinh tương tự lưu lượng 55
3.2.2 Phương trinh tương tự cột p 56
3.2.3 Phương trình tương tự công su ấ t 57
3.2.4 Hộ số vận tố c 58
3.3 Số vòng quay đặc trưng cùa boTìi, quạt cánh dẫn phân loại 60
3 vịng quay đặc trưng bánh cơng tác bơm 60
3.3.2 Số vòng quay aạc trưng bánh công tác q u ạt 61
3.3.3 Pnan loại bánh cơng tác theo số vịng quay đặc trưng 03
3.4 Ftiẹn tuựng xâm thực bơm 64
3.4.1 Bàn chất vật lý hiẹn tượng xâm thực 64
3.4.2 Cột áp hút chicu cao hút bơm 66
3.4.3 Đieu kiẹn tương tự xâm thực hệ số xâm thự c 70
3.4.4 Biện pháp ngan ngừa giam xâm thực 75
CHƯÍTNG BƠM LY T Â M 77
4 Ket cấu nguyên lý làm viẹc b(rm ly tâm 77
4.2 Phần loại honi ly tâ m 79
4.3 Phưoiig trình cột áp lun luơng cúa bơm ly tâm 81
4.3.1 Cột áp cùa bơm ly tâm 81
4.3.2 Lưu lượng bơm ly tâ m 81
4.4 Ton thất hiệu suất bơm ly tâm 82
4.4.1 Tổn thất khí 82
4.4.2 Tổn thất lưu lượng 84
(7)4.5 Dường đặc tính thực nghiệm b(rm ly tâm 91
4.5.1 Thí nghiệm xây dựng đường đặc tính thực nghiệm bơm ly tâm 91 4.5.2 Các dạng đường đặc tính thực nghiệm bơm ly tâm 96
4.6 Các đường đặc tính tương đối đường đặc tính khơng thứ ngun của bơm ly tâm 99
4.7 Đưịng đặc tính xâm thực bom ly tâm 101
4.8 Lực tác dụng lên bánh cơng tác boiìi ly tâm cân lực 103
4.8.1 Trọng lực lực quán tính 103
4.8.2 Lực hướng trục tác dụng lẽn bánh công tác bơin ly tâm cân lực 105
4.8.3 Lực hướng kính tác dụng lẽn bánh công tác cùa bam ly tâm cân lực 112
4.9 Những vấn đề liên quan đén việc sử dụng b(mi ly tâ m 115
4.9.1 Các yêu cầu việc chọn sử dụng b m 115
4.9.2 Biộn pháp thay đổi thơng số hình học bánh cơng tác đáp ímg nhu cầu sử dụng bơm 117
4.9.3 Những cố thường xày trình vận hành bơm nguyên nhân 118
CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẺ SÁNH CƠNG TẢC CỦA BƠM LY T Â M 120
5.1 Tính tốn thiết kế bánh cơng ỉác bom ly tâm dạng cánh trụ 120
5.1.1 Tính tốn thơng số làm việc cùa bánh công tá c 120
5.1.2 Tính kích thước vào bánh cơng tá c 122
5.1.3 Tính kích thước cùa bánh cơng tác 125
5.1.4 Xây dựng tiết diện kinh tuyến bánh cơng tá c 129
5.1.5 Tính tốn xây dựng biên dạng cảnh bánh công tác bơm ly tâm dạng cánh trụ 130
5.2 Tính tốn xẳy dựng biên dạng cánh bánh công tác bom ly ỉâm dạng cánh cong hai ch iều 132
5.2.1 Phương pháp xây dụng đường dòng đẳng tố c 133
(8)5.2.4 Xây dựng biên dạng cánh bánh công tác bơm ly tâm dạng cánh cong
hai chiều phương pháp Bauersfelđơ 139
5.2.5 Xây dựng biên dạng cánh bánh công tác bơm ly tâm dạng cánh cong hai chiều phưomg pháp biến hình bảo giác (BHBG) 141
5.2.6 Ví dụ tính toán thiết kế bánh cỏng tác ly tâm cánh tr ụ 150
CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KÉ c CÁU DẢN DÒNG CỦA BƠM LY T Â M 158
6.1 Két cấu, cơng dụng tính tốn cấu dẫn dịng r a 158
6 1 Kct cấu, công đụng cùa ca cấu dẫn dịng 158
6.1.2 Đặc tính cắu dẫn dòng xoắn 162
6.1.3 Chuyồn động cùa chất lỏng buồng xoắn 164
6.1.4 Quan hệ lưu lượng chất lỏng qua tiết diện buồng xoắn với góc bao tiết diện 165
6.1.5 Lưu lượng chất lòng chày rua tiết diện buồng xoắn có hình dạng bất k ỳ 166
6.1.6 Tính buồng xoắn theo quy luật rVu = co n st 168
6.1.7 Tính tốn máng dẫn dịng cánh 170
6.2 Ket cấu, cơng dụng tính tốn cấu dân dịng v 175
6 Kết cấu công d ụ n g 175
6.2.2 rinh toán cấu dẫn dòng vào nửa xo ắn 178
CHUÔNG BƠM HƯỚNG TRỤC VÀ HƯỚNG C H É O 181
7 Ket cấu lìỊỊiiyên lý làm việc ciía hơm hirớng true 181
7.2 Lưới thắng prôphin, tam giác vận tốc dòng chất lỏng lốỉ vào và lối cúa bánh công tá c 184
7.2 Lưới thẳng prôphin 184
7.2.2 Tam giác vận tốc dòng chất lòng lổi vào lối cùa bánh công tác 185
7.3 Lưu số vận tốc bao quanh prơphin lư ói 186
(9)7.5 Lực nâng tác dụng lên prơphỉn lưới chảy hao dịng
chất lỏng thực 190
7.6 Dặc tính khí động lực học cánh d o n 191
7.7 Cột áp boTĩì hưóìig trục 195
7.7.1 Phương trình máy cánh dẫn áp dụng đổi với bơm hướng trục 195
7.7.2 Sự phân bố cột áp theo bán kính 196
7.8 Quan hệ gỉữa cột áp bơm vói lưu số vận tấc đặc tính khí động của cánh 199
7.8.1 Quan hệ cột áp với lưu số vận tốc bao quanh prôphin cánh 199
7.8.2 Quan hệ cột áp với đặc tính khí động cán h 200
7.9 Hiệu suất ciìa lirói cánh 201
7.10 Tổn thất hiệu suất bcmi hướng trục 201
7.10.1 Tổn thất khí 202
7.10.2 Tổn thất lưu lượng 202
7.10.3 Tổn thắt hiệu suất thủy lực bơm hướng trục 202
7.11 Đưòng đặc tính thực nghiệm cua boin hướng trụ c 203
7.11.1 Đường đặc tính làm việc 203
7.11.2 Đường đặc tính tồng hợp bơm hướng trục 205
7.12 Hiện tượng xăm thực chọn số vòng quay làm việc cho phép của bơm hưứng trụ c 206
7.12.1 Hiện tượng xâm thực bơm hướng trụ c 206
7.12.2 Xác định số vòng quay làm việc giới hạn bcym hưcýng trục 208
7.13 Lực hướng trục tác dụng lên rôto b(nn hướng trục 209
7.14 Cơ cấu dẫn dòng bơm hướng trục 210
7.15 Bơm hưứng chéo 212
7.15.1 Các khái niệm sơ đồ kết cấu bơm 212
7.15.2 Cột áp cùa bánh công tác hướng chéo 214
(10)CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KÉ BƠM HƯỚNG TRỤC V入 BƠM
HƯỚNG CH ÉO 216
8.1 Khái quát phưig pháp tính tốn thiết kế cánh tronp boTTầ hướng trục 210
8.2 PhircmíỊ pháp lụ-c nâng tính tốn thièt kế cánh cong tác cành hướng dịng của hom hu-ớng trục 218
8.2.1 Cơ sờ lý thuyết cùa phương pháp 218
8.2.2 Tính tốn bánh công tác bơm hướng trục theo phương pháp lực nâng 220 8.2.3 Tính cánh hướng dịng bơm hướng trục 226
8.2.4 Ví dụ tính bánh cơng tác cánh hướng dòng bơm hướng trục theo phương pháp lực nâng 228
8.3 Phương pháp vỏzơnhexenskỉ - Pêkin tính tốn thiết kế cánh cơng tác và cánh hirứng dòng berm hướng trục 232
8.3.1 Cơ sờ lý thuyết phương pháp 232
8.3.2 Nội dung tính tốn bánh cơng tác bơm hướng trục theo phương pháp Vôzơnhexenski- Pêkin 236
8.3.3 Tính cánh hướng dịng bơm hướng trục theo phương pnap Vơzơnhcxenski- Pêkin 245
8.3.4 Ví dụ tính bánh cơng tác cánh hướng dịng bơm hướng trục theo phưcmg pháp phương trình tích phân Vơzơnhcxenski - Pekin 247
8.4 Tính tốn thiết kế cánh cơng tác cánh hướng dịng của bii hướng ch éo 258
8.4.1 Xác định hình dạng tiết diộn kinh tuyến bánh công tác hướng chco 258 8.4.2 Phương pháp thièt kc banh cơng tác vóâ viẹc sử dụng tổng hợp phương pháp dòng tia phương pháp chia lươi 259
8.4.3 Phương pháp thiet kế bánh công tác hướng chéo sử dụng lươi thẳng động học prơphin 261
8.4 inh tốn thiet kế cấu dẫn dòng r a 263
CHƯƠNG BƠM X O Á Y 264
9 KẾt cấu nguyên lý làm việc bơm xoáy 264
9.1.1 Giơi thiẹu chung bơm xoáy 264
(11)9.2 Các thơng số làm việc hom xốy 269
9.3 Các đưong đặc tính hơm xốy 273
9.3.1 Đường đặc tính lý thuyết 273
9.3.2 Đường đặc tính thực nghiệm bơm xốy 274
CHƯƠNG 10 BƠM， QUẠT L入M VIỆC TRONG HỆ THÓNG VÀ DIÈU CHỈNH BƠM, QUẠT 276
10.1 Dieu kiẹn làm viẹc bom, quạt hệ thống 276
10.1.1 Lưu lượng yêu cầu lươi 276
10.1.2 Cột áp lưới 277
10.2 Dieu chinh ché độ làm việc cua bom, quạt cánh dẫn 281
10.2.1 Điều chỉnh tiết lưu 281
10.2.2 Đieu chinh thay doi số vòng quay làm viẹc bơm (quạt).282 10.2.3 Điều chinh cách quay cánh dẫn xung quanh trục nỏ 283
10.3 Sự làm việc on định boin hệ thống 284
10.4 Bom quạt làm viẹc ghép hộ thống 287
10.4.1 Bơm (quạt) ghép song song 2X7 10.4.2 Bơm (quạt) ghép nối tiếp 291
10.5 ủng dụng luật tương tự đé xác định ché độ làm viẹc m o i 293
10.5.1 Xác định dương đặc tính làm viẹc mơi bơm, quạt ứng với số vòng quay làm việc 293
10.5.2 Xây dựng đường bieu dicn chc độ làm vice tương tự 294
10.5.3 Xác định số vòng quay làm viẹc bơm (quạt) ứng VƠI điem làm vice cho trước 294
10.6 Chọn bom theo điều kiện làm viộc cho trước 295
CHƯƠNG 1 KÉT CÁU VÀ TÍNH BẺN CÁC C H m É T CỦA B Ơ M 301
11.1.Ket cấu mộỉ số loại bơm cánh 301
11.1.1 Bơm thông dụ n g 301
11.1.2 Bơm g iến g 307
11.1.3 Bơm lượng 310
11.1.4 Bơm dầu m ị 314
11.1.5 Bơm hóa chất 316
(12)11.1.6 Bcrm chắt lòng lẫn tạp chất 319
11.1.7 Bơm hướng trục 324
11.2 Tính hen chi tiết bom 326
11.2.1 Vỏ xoắn 326
11.2.2 Vỏ bơm hai lórp vị phân đoạn bơm nhiều cấp 328
11.2.3 Các vít nắp bơm phía đ ệ m 331
11.2.4 Nẳp bơm phía đẩy 337
11.2.5 Khâu nối mặt bích 339
11.2.6 Tính tốn chi tiết vị cùa bơm phân đ o ạn 341
11.2.7 Trục b m 346
11.2.8 Bánh công tá c 352
11.3 Đệm lót b o m 357
11.3.1 Đệm lót trục 357
11.3.2 Đệm lót bánh cơng tá c 365
CHƯƠNG 12 QUẠT LY T入M VÀ QUẠT HƯỚNG T R Ụ C 366
12.1 Khái niộm chung VC q u ạt 366
12.2 Kết cấu, nguyên lý làm việc phân loại quạt ly tâm 367
12.2.1 Ket cấu nguyên lý làm viẹc 367
12.2.2 Phân loại quạt ly tâ m 368
12.2.3 Một số kct cấu đặc trung cùa quạt ly tâm sàn xuất Lien Xô trước 371
12.3 KẾt cấu, nguyên lý làm viẹc phân loại quạt huóng trục 376
12.3.1 Két cấu nguyên lý làm việc 376
12.3.2 Phân loại quạt hướng trục 378
12.3.3 Một số két cấu đặc trưng cùa quạt hưerng trục sàn xuàt Liên Xô trước 381
12.4 Cac thông số làm viẹc cơ quạt ly tâm hướng trụ c 383
12.4.1 Cột áp quạt ly tâ m 383
12.4.2 Cọt áp cùa quạt hương trục 386
12.4.3 Lưu lượng quạt 388
(13)12.5 Tổn thất quạt ly tâm hưĨTìg t r ụ c 391
12.5.1 Tồn thất quạt ly tâ m 391
12.5.2 Tồn thất quạt hướng trục 395
12.6 Đưịng đặc tính cúa q u t 397
12.6.1 Đường đặc tính áp suất quạt 398
12.6.2 Đường đặc tính cơng suất quạt 400
12.6.3 Đường đặc tính hiệu suất 401
12.6.4 Đường đặc tính tồng h ợ p 402
12.7 Đieu chinh lưu 丨ượng ctía q u t 403
12 /.1 Đieu chinh lưu lượng cùa quạt bang phương pháp thay đoi số vòng quay làm việc 403
12.7.2 Đieu chmh lưu lượng cùa quạt phương pháp tiet lư u 404
12.7.3 Điều chinh lưu lượng cánh hướng đặt trước bánh công tác 405 12.7.4 Điều chinh lưu lượng cùa quạt cách quay cánh cùa bánh công tác 406
12.7.5 Điều chỉnh lưu lượng cùa quạt bàng phương pháp hon họp 406
12.8 Ảnh hưong tạp chất khí chất khí toi làm viẹc q u t 407
12.9 So sánh quạt ly tâm quạt hướng trụ c 409
12.10 Chọn quạt cho hệ thống theo điều kiện làm việc cho tr c 410
12.10.1 Phương pháp chọn q u t 410
12.10.2 Ví d ụ 412
TÀI LIỆU THAM KHẢO 418
(14)Chuông 1
CÁC KHÁI NIỆM Cơ BÀN VÈ BƠM, QUẠT CÁNH DĂN
1.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI 1.1.1 Định nghĩa
Bơm, quạt loại máy dùng đồ vận chuyển cung cấp lượng cho dòng chất lịng (ờ thể lỏng thể khí)
Bơm, quạt làm nhiệm vụ biến đổi động thành năng, động nhiệt cùa dòng chất lòng
Bơm vận chuyển dòng chắt lòng thề lòng quạt vận chuyển chất lòng thề khí
Chắt lịng thồ lịng khơng chịu nén, cịn chắt lịng thể khí (gọi tắt chất khí) chịu nén Chất lỏng chuyền động qua bơm khơng chịu nẻn, cịn chất khí chuyển động qua quạt, áp suất làm việc quạt thấp, nên khơng bị nén Ngược lại, chất khí chuyển động qua máy nén bị nén Mức độ nén cùa chắt khí phụ thuộc vào áp suất mà máy ncn tạo cho dịng khí
Dựa vào cột áp - lượng dự trừ máy tạo cho dịng khí, người ta phân biệt:
Quạt - máy vận chuyền chất khí tạo cột áp tồn phần cho dịng khí tới 1500 mm cột nước (tương đương 1500 kG/m2 hay 14700 N/m2)
Nhừng máy tạo cột áp tồn phần cho dịng khí từ 1500 mm cột nước tới 3500 mm cột nước làm việc không kèm theo làm lạnh nhân tạo gọi máy thổi
Còn nhừng máy tạo cột áp tồn phần cho dịng khí lớn 3500 mm cột nước, cỏ bậc nén e > 3,5 làm việc phải kèm theo làm lạnh nhân tạo không khí hay nước gọi máy nén
Cả hai loại bơm quạt thuộc loại máy thủy lực Đó loại máy làm việc dựa sờ trao đổi lượng với dòng chắt lỏng chuyển động qua máy theo nguyên lý thủy lực học học chắt lông
(15)1.1.2 Phân loại
a) Theo nguyên lý tác dụng
Ỉ3ơm, quạt phân thành hai loại chủ yếu:
—Bơm, quạt cánh dẫn thực trao đổi lượng với dòng chất lòng chuyển động qua máy nhờ tác dụng lực tương hỗ hệ thống cánh dẫn với dòng chất lỏng
Năng lượng cùa dòng chất lòng trao đồi với máy gồm hai thành phần: động (V2/2g) áp (p/y) Hai thành phần có lien quan mật thiết với Trong trình làm việc máy, biển đồi động kèm theo biến đổi áp ngược lại
Bơm, quạt cánh dẫn bao gồm loại bơm, quạt ly tâm, hướng trục, hướng chco bơm xốy Bộ phận làm việc bơm, quạt bánh cơng tác (hình 1.1 1.2) Bánh cơng tác có chuyển động quay nên cịn gọi rơto Bánh cơng tác gồm có cánh gắn hai đĩa bánh công tác gắn len bầu cánh
Dòng chất lỏng chuyền động qua bánh cơng tác dịng liên tục, vận tốc áp suất cùa dịng chất lỏng khơng thay đối đột ngột Trong ché độ làm việc ồn định lưu lượng, áp suất máy sổ (không thay đổi theo thời gian)
- Bơm, quạt thể tích thực trao đổi lượng với dòng chất lỏng chuyền động qua máy theo nguyên lý chèn ép chất lòng thề tích kín áp suất thủy tĩnh Năng lượng dòng chất lỏng trao đổi với máy chủ yếu thành phần áp (p/y), thành phần động khơng đáng kc
Hình 1.1 Sơ đồ bơm ly tâm (a) đặc tính làm việc bơm (b)
Bơm, quạt thể tích bao gồm loại bơm pittông, bơm rôto, bơm rôto-pittông quạt số (quạt Root) Bộ phận làm việc cùa máy pittơng rơto (hình 1.3 1.4) có chuyển động tịnh tiến, chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyền động quay (trong bơm rôto-pittông)
Dòng chất lỏng chuyển động qua máy dòng không liên tục, lưu lượng áp suất thay đổi theo thời gian Mức độ không lưu lượng áp suất phụ thuộc vào kết cấu cùa máy
(16)Ngồi cịn số loại bơm đặc biệt khác không thuộc hai loại trên, làm việc theo nlìừng nguyên lý khác bơm phun tia, bơm nước va, bơm dùng khí nén Các loại máy cỏ hiệu suất tính kỹ thuật thấp, phạm vi sử dụng chúng công nghiệp bị hạn ché
Trục
Cánh hướng Bánh cơng tác
Ĩng hút
Hình 1.2 Sơ đồ bom hướng trục (a) đặc tính làm việc bom (b)
Hình 1.3 Sơ đồ kết cấu bom pittông
b) Theo dạng chảt long vạn chuyển
Bơm, quạt có loại: - Bơm vận chuycn nước - Bơm vận chuyển hỗn hợp nước với chắt bột chất ran
- Bơm vận chuyển dầu mỏ sản phẩm cùa dầu mò
- Bơm vận chuyền dung dịch hóa chất, kim loại lịng
一 Quạt lưu thơng khí
- Quạt vận chuyền loại hạt
Ống đẩy Van an toàn
Q = f(H ), vớ i n=const
H,m
Hình 1.5 Đặc tính làm việc bơm thể tích
Q
m 3/h
(17)1.2 CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC c BẢN CỦA BƠM, QUẠT
Các thông số làm việc bơm, quạt sổ liệu kỹ thuật biểu thị khả đặc tính làm việc máy Đó thơng số lưu lượng, cột áp, công suất hiệu suât chúng
1.2.1 Lưu lượng
- Là lượng chắt lòng khí mà bơm, quạt vận chuyển đơn vị tnơi gian
Lưu lượng đo đơn vị trọng lượng gọi lưu lượng trọng lượng Lưu lượng đo đơn vị thể tích gọi lưu lượng thể tích hay lưu lượng khối Lưu lượng trọng lượng ký hiệu lả G, đơn vị kG/s, kG/ph, T/h Lưu lượng thể tích ký hiệu Q, đơn vị l/s, l/ph, mVs, mVph, mVh Giữa G Q liên hệ với biểu thức:
G = ỵ.Q, hay Q = G/y = V.G Trong đó: Y - trọng lượng riêng cùa chất lỏng;
l Ị ” , ,
V = こ一 thê tích riêng chât lòng
y
Nếu bò qua rò ri qua khe hở thi lưu lượng trọng lượng tính điều kiẹn hút (đoi VƠI cà bơm quạt) Lưu lượng thê tích điều kiẹn hút
chỉ chất lịng khơng bị nén (p = const)
Lưu lượng cùa bơm quạt phụ thuộc vào kích thước hình học, vào vận tốc chuyển động phận làm việc vào tính chất thủy lực hệ thống bơm làm việc
1.2.2 Cột áp
- Là lượng mà bơm, quạt cung cấp cho kG chất lỏng vận chuyển qua máy Noi cách khác, cột áp hiẹu lượng đơn vị cùa dòng chất lỏng vào khoi máy
í^ọt áp đo bang đơn vị kGm/kG (= m cột chất lịng) Tìr bieu thức này, mặt hình học, ta cỏ thể xem cột áp chieu cao dâng kG chất lịng có lượng máy cung cắp
Dựa theo sơ đồ (hình 1.6), ta xác định cột áp cùa máy sau: Năng lượng đơn vị tiết diện vào là:
ギ +Zl.
Năng lượng đơn vị tiết diện là: p2 a 2V22 c2 - — + —^ ~
y 2g + Z2
(18)H
Theo định nghĩa ta cỏ cột áp lý thuyết băng:
e2 _ e 1= P l - P l + g 2V L T ^ V + z _ z ,.
nén bị nén, Ỵi= Ỵ2, a hệ số phân bố vận tốc theo tiết diện Coi = a ： =1 ta có:
P2 - P i Y
v22 - v,2
2g
+ z ， 一 Zị ( )
Trong đó:
H ltd v22 - v,2 2g
gọi cột áp động lý
Hình 1.6 Sơ đồ làm viẹc bơm
thuyết máy;
HỊtt = ^ ~ — + z - Z| gọi cột áp tĩnh lý thuyẽt máy Y
Đối với chất lỏng không chịu nén (hoặc chất khí bị nén khơng đáng kể), ta có quan hệ p = Ỵ H
p áp suất tồn phần máy tạo nên, lượng máy cung cấp cho l m3 chất lòng chắt khí
Áp suất mà quạt tạo cho dịng khí đo mm cột nước (tương đương với l kG/m: hay 9,81 N/m2)
1.2.3 Công suất hiệu suát bo»m, quạt
Để cung cấp lượng cho dòng chất lỏng chuyển động qua máy bơm, quạt, máy phải nhận lượng (cơng §uất) từ động cơ dẫn động.
Cơng suất máy nhận động gọi công suất tiêu thụ hay công suất trục, ký hiệu Ntr, cịn cơng suất mà dịng chất lỏng nhận vận chuyển qua mảy gọi công suất hữu ích ký hiệu Nhi (hay N) Cơng suất hữu ích cùa bơm, quạt xác định công thức chung sau:
Nhi = GH = yQH = pỌ (1.2)
Cơng suất hữu ích thường nhị cơng suất trục có nhieu loại tồn thất lượng sinh trinh làm việc máy
I on thất lượng bơm, quạt phân thành ba loại: tổn thất thủy lực, tồn that lưu lượng tổn thất khí
(19)a) Tổn thắt thủy lực A Nịị- là phần lượng tiêu hao đổ khắc phục càn trở thủy lực gây ncn bời ma sát dòng chất lòng và các cản trờ CỊ1C bộ dịng chất lịng chuyển động qua máy Ta có:
ANt| = ỵQAH.
Trong AH tổn thất cột áp
r〇n thất thùy lực đánh giá hiệu suất thủy lực rỊti _YQHlt- y Q A H _ H lt- AH AH 吓丨 yQHlt Hlt H„ •
Trong đỏ yQHti = Nt| gọi cơng suất thủy lực dịng chắt lòng
Như tồn thất cột áp AH đặc trưng cho tổn thất thủy lực cùa máy Vì hiộu suất thủy lực r|ti ký hiệu Dang r|H
b) Tổn that lull lượrĩg ANn - phần lượng ueu hao rò ri chất lòng từ vùng co ap suất cao tơi vùng cỏ áp suất thấp máy hoạc ngoai Ta có:
(1.3)
(1.4)
AN|| = yAQHit ( 1.5)
Trong AQ lưu lượng rị ri chất lỏng
r〇n thất lưu lượng đánh gia hiẹu suàt lưu lượng ì*|ii：
= YQi,H,t - ỵAQH„ = Q, - AQ =1 _ AQ
yQi«Hlt ọ „ Q„
Trong yQitHit = N|t gọi cơng suất lý thuyết dịng chất lỏng, bàng hiệu cùa công suất trục tổn thất công suất khí
Như lưu lượng rị ri đặc trưng cho tổn thất lưu lượng máy Vì hiệu suất lưu lượng T||Ị ký hiệu r|Q
c) Tổn that khí ANck - phần lượng tieu hao có loại ma sát ổ trục, ổ đệm, ma sát giừa DỢ phận chuycn động không chuyển động, giừa
các phận chuyền động với chất lỏng tĩnh Tồn thất khí đánh giá hiệu suất khí r|ck:
Hck =N tr — 厶Nck N lr
ANck
N lr
(1.7)
Công suất trcn trục Ntr trừ phần tồn thất khí ANck cơng st lý thuyết (yQitHit) cùa dịng chất lỏng Vì ta cỏ thể viết:
nCk Nit _ yQitHi N t N,
ANck
(20)Hiệu suất toàn phần máy tỷ số cơng suất hữu ích mà dịng chất lỏng nhận chuyổn động qua máy với công suất trục máy, nỏ đánh giá hiệu suất sừ dụng lượng máy:
N yQH N t Ntr
Q.,H,( ^ Q QitH|t Qit
H ỴQitHỊt Hít* N
(1.8)
Như vậy, hiệu suất tồn phần máy bơm, quạt tích hiệu suất lưu lượng, hiệu suất thủy lực hiệu suất khí
1.3 CƠNG DỤNG VÀ LĨNH v ự c s DỤNG CỦA BƠM, QUẠT
Bơm, quạt có ứng dụng rộng rãi kinh tế quốc dân, công nghiệp, nông nghiệp đời sống
Bơm có nhiều loại khác nhau, chúng dùng để vận chuyền loại chất lịng chất lịng đặc, chất lịng có độ nhớt lớn, chất lỏng nóng, chất lỏng dễ bay , kề cá hỗn hợp nước với chất rấn Trong loại bơm bơm ly tâm dùng phồ biến
Trong công nghiệp, bơm ly tâm dùng để cấp nước cho nhu cầu kỹ thuật nhà máy cấp nước cho nồi ưong nhà máy nhiệt điện, cấp nước cho hộ thống làm mát cho nhu cầu vệ sinh cơng nghiệp
Bơm ly tâm cịn dùng công nghiệp khai thác mỏ xây dimg đế hút nước từ giếng sâu, hút hỗn hợp nước với đất vận chuyền hỗn hợp nước với chất rắn nghiền nhỏ
Trong công nghiệp dầu mỏ, bơm ly tâm dùng để hút dầu từ giếng vận chuyển sàn phẩm dầu mỏ Ngày việc vận chuyển dầu mò theo đường ống sử dụng phổ biến với khoảng cách xa tới hàng nghìn km
Thực tế tính toán sừ dụng cho thấy ràng, việc vận chuyển theo đường ống kinh tể nhiều so với phương tiện vận chuyển khác Do hiệu kinh tế cao cùa việc vận chuyên tlieo đường ống người ta nghiên cửu sử dụng hệ thống đương ống để vận chuyền loại nguyên vật liệu hạt rời hàng hóa khác
Trong cơng nghiệp hóa chắt, bơm ly tâm ứng dụng rộng rãi để vận chuycn dung dịch hỏa chắt axit, kiềm, muối Trong nông nghiệp đời sống, bơn ly tâm dùng để tưới, tiêu, cung cấp nước cho thành phố, cho nhu cầu cùa đời sống
Bơm hướng trục có lun lượng lớn áp suất nhỏ, sử dụng chủ yếu nông nghiệp đề tưới tiêu Bơm hướng trục dùng công nghiệp để cấp nưcc cho nồi có lưu lượng lớn áp suất khơng lớn Trong cơng nghiệp đóng tàu bơin hướng trục số thiết bị phụ cùa tàu thủy, dùng chủ yếu trorg hệ thống tuần hoàn làm lạnh tiêu nước tàu