5 10 Q(m/h)
2.4.8.Lực hướng trục trong bơm ly tâm
Khi bơm làm việc, bánh công tác của bơm chịu tác dụng của các lực theo hướng trục, cần khảo sát các lực này.
IIP P 2 R A r R1 I P C B 2 p p2 p2 p1
Hình 2.27: Lực hướng trục trong bơm ly tâm
Khi bơm làm việc, chất lỏng cửa hút A chuyển động theo phương song song với trục vào bánh công tác dưới áp suất khá nhỏ p1. Sau khi vào bánh công tác, dòng chất lỏng ngoặt 90o và trở thành thẳng góc với trục. Áp suất chất lỏng tăng dần đến trị số p2 ở lối ra, p1 << p2, một phần chất lỏng rò rỉ qua các khe hở giữa bánh công tác và thân bơm B và C. Nếu bỏ qua sự quay của chất lỏng trong khe hở B và C thì có thể xem gần đúng áp suất trong các khe đó bằng p2. Do đó, áp lực hướng trục tác dụng lên đĩa sau của bánh công tác hướng về phía trái.
Ptr = p2.π.(R2
2 – r2) (2.25)
Và áp lực hướng trục tác dụng lên đĩa trước bánh công tác, hướng về bên phải là: Pph = p2. π.( R2 2 - R2 1) + p1.π.(R2 1 – r2) (2.26) Vì p2 >> p1 ⇒ Ptr >> Pph. Do đó áp lực dọc trục có xu hướng đẩy bánh công tác về phía ngược với hướng chuyển động của chất lỏng vào bánh công tác. PI = Ptr– Pph = π.(p2 – p1). (R2 1 – r2) (2.27) Hoặc: PI = π.γ.Ht. (R2 1 – r2) (2.28)
Trong thực tế, do sự quay của chất lỏng theo các đĩa của bánh công tác trong các khe hở B và C nên áp suất trong các khe giảm dần từ ngoài vào trong (từ R2→R1) theo các đường parabol.
Ngoài áp lực hướng trục PI ra, còn có áp lực hướng trục PII tác dụng lên bánh công tác theo hướng của dòng chảy (ngược với PI), PII xuất hiện do chất lỏng thay đổi phương chuyển động ở cửa vào của bánh công tác (từ hướng trục sang hướng kính), có thể tính theo định luật động lượng:
PII = m.Co = γ.gQ1
.Co (2.29)
m - Là khối lượng chất lỏng chuyển động qua bánh công tác, m = γ.gQ1
; Co - Là vận tốc chất lỏng ở cửa hút của bánh công tác;
Q1 - Lưu lượng lý thuyết của bánh công tác;
γ - Trọng lượng riêng của chất lỏng.
Vậy áp lực hướng trục tổng cộng tác dụng lên một bánh công tác của bơm là:
P = PI – PII (2.30)
Đối với bơm nhiều cấp có số bánh công tác là i thì tổng áp lực hướng trục là:
Nếu Rôto của bơm bố trí thẳng đứng (bơm trục đứng) thì công thức tính tổng áp lực hướng trục A ở trên cần bổ sung thêm thành phần trọng lượng của Rôto G:
A = i.P±G (2.32)
Dấu + hoặc - tuỳ thuộc sự bố trí các cửa vào và ra của bơm, gây nên các áp lực hướng trục cùng hay ngược chiều với trọng lượng G của Rôto.
Tác hại của lực hướng trục:
Lực hướng trục trong bơm làm mòn các ổ chắn tạo nên sự sai lệch các khe hở trong bơm và làm cho Rôto cọ vào thân bơm khi làm việc gây ảnh hưởng xấu đến hiệu suất và làm hỏng bơm.
Cách khắc phục:
- Đối với bơm có một bánh công tác: + Dùng bánh công tác có hai cửa hút.
+ Cấu tạo vành lót kín thứ hai chia khe hở giữa thân bơm và đĩa sau của bánh công tác thành hai phần. Phần trên thông với cửa đẩy có áp suất p ≈ p2, phần dưới thông với cửa hút bằng các lỗ khoan trên đĩa sau bánh công tác. Nhược điểm của phương pháp này là làm giảm hiệu suất lưu lượng ηQ.
- Đối với bơm có nhiều bánh công tác:
+ Bố trí bánh công tác thành các cặp đối xứng nhau. + Dùng pít tông cân bằng.
+ Dùng đĩa cân bằng.
+ Chọn bơm theo điều kiện cho trước. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
CHƯƠNG III