- Công suất động cơ: 124,95 kw.
d. Lắp ráp hệ thống bôi trơn ty bơm
5.3.1. So sánh hiệu quả làm việc của các loại bình ổn áp khác
Để tính toán lựa chọn một bình ổn áp cho máy bơm cần sử dụng, ta phải lựa chọn sao cho bình ổn áp khi làm việc đạt giá trị hiệu quả cao nhất.
Hiệu quả của một loại bình ổn áp bất kỳ có thể đánh giá qua mức độ không ổn định của áp suất δp được tính toán theo công thức:
δp = max min tb p p p − (5.13)
Trong đó: Pmax , Pmin , Ptb : áp suất cực đại, áp suất cực tiểu và áp suất trung bình trong bình ổn áp.
Nếu xác định δp càng nhỏ thì xung động áp suất ở đường nén càng nhỏ. Do đó hiệu quả làm việc của bình ổn áp càng cao.
Mức xung động áp suất δp của bình ổn áp, được nạp trước khi nén tỉ lệ thuận với thể tích dư tối đa của bơm ΔV được điều hòa bởi bình ổn áp. Áp suất làm việc trung bình Ptb tỉ lệ nghịch với tích số của áp suất khí ban đầu P0. Thì sự nở của khí nén trong bình ổn áp được coi là quá trình đẳng nhiệt theo định luật Bôilơ Mariod ta có thể xác định theo công thức:
0 0 0 0 . . . . V P P V u P V V P P V tb tb tb p ∆ = ∆ = ∆ = δ (5.14) u = P0 . V0 = Ptb . Vtb = P . V = const
u: Dung tích năng lượng của bình ổn áp
Theo các nghiên cứu thực nghiệm bình ổn áp không khí hình ống của Sulâymanốp, và bình ổn áp khí dạng pittông Goronovic thì chỉ số mức độ đường đa biến của khí trong các bình là:
0 1 1 1, 05 0,95 m γ = = = (5.15)
Vậy đối với các bình ổn áp dạng pittông thì quá trình giãn nỡ của khí nén có thể coi là quá trình đẳng nhiệt với sai số 5%.
Từ công thức (5.14) ta cần điều chỉnh các thông số sao cho giá trị δp là nhỏ nhất. Khi đó cần đạt được giá trị dung tích năng lượng u đủ lớn.
Việc tăng u có thể bằng cách tăng V0, hoặc tăng P0 hoặc tăng giá trị P0/Ptb.
Trong bình ổn áp dạng ống và hình cầu chỉ có thể tăng dung tích năng lượng u bằng cách tăng V0. Bởi vì bình ổn áp dạng ống có P0 = 0,1Mpa, còn trong
bình ổn áp dạng cầu việc tăng P0 > 1,35Ptb là không hợp lý vì nó phụ thuộc tuổi thọ của màng cao su.
Hiệu quả của bình ổn áp có thể minh họa trên hình sau dựa trên quan điểm giảm xung động áp suất:
Trên đồ thị này biểu diễn các đường đặc tính PV = Const của các loại bình ổn áp sau: 1: Bình ổn áp khí quyển hình ống ATPK 2: Bộ chao khí BVK 3: Bình ổn áp hình cầu dạng màng ПK-70-250 4: Bình ổn áp dạng piston: ПП K-3, ППK-4 5: Bình ổn áp dạng piston ППK-65-250.
Hình 5.4: Các đường đặc tính PV = const của các loại bình ổn áp
Các đường đồ thị trên đựơc thiết lập khi ptb= 15Mpa. Đối với các giá trị dung tích tối đa của bình ổn áp umax tương ứng với các giá trị cực đại của áp suất khí ban đầu pomax trong bình ổn áp. Các giá trị này được lấy trong phạm vi cho phép của chúng, các giá trị Vo, Pomax, Umax= Pomax.Thể tích bình ổn áp Vo ở áp suất trung bình Ptb= 15 Mpa đối với các loại bình ổn áp khác nhau thể hiện ở bảng 5-1.
Bảng 5-1
đầu Vo, dm3 đầu Pomax, Mpa lượng umax ATPK 330 0.1= const 33 BVK 52.2 6 313.2 ПK-70-250 70 7 490 ППK-3, ППK-4 52 12 624 ППK-65-250 65 12 780
Hình 5.5: Vùng áp suất khí p0 ban đầu cho phép trong các bình ổn áp khác nhau
Ta cũng xác định được vùng áp suất khí Po ban đầu cho phép của các bình ổn áp khác nhau.
Từ hình (5.7) suy ra trị số dao động Δp = Pmax - Pmin lớn nhất là bình ổn áp khí quyển hình ống. Còn nhỏ nhất là bình ổn áp dạng pittông ЛЛK-25-250. Gía trị dao động Δp và mức độ rung động áp suất δp của các bình ổn áp được trình bày ở bảng 5-2. 1: Bình ổn áp BVK 2: ПK-70-250 3: Bình ổn áp ППK-3 4: Bình ổn áp ППK-65-250 Bảng 5-2
Thông số kỹ thuật Trị số dao động Mức không ổn định áp suất
Bình ổn áp ΔP, MPa δP ATPK 12,6 0,86 BVK 1,8 0,12 ПK-70-250 1,1 0,073 ППK-3, ППK-4 0,9 0,06 ПK-65-250 0,8 0,053
Khi đi phân tích ΔP, δp thấy rằng bình ổn áp làm việc không hiệu quả nhất theo quan điểm giảm xung đột áp suất trên đường ống đẩy là bình ổn áp khí quyển hình ống, với sự tiếp xúc của khí và chất lỏng. Ở áp suất nén cao, bình ổn áp này có giá trị δp cao, nghĩa là khả năng giảm xung động thấp. Có thể giả thích điều này bằng thể tích không đáng kể của không khí nếu Vtb ở áp suất Ptb. Từ đường đặc tính của ATPK (xem hình 5.7, đường cong 1) thấy rằng thể tích không khí ban đầu Vo = 330 dm3 ở áp suất khi quyển Po = 0.1 MPa bị nén lại trong bình ổn áp tới Vtb = 2.2 dm3 tại áp suất Ptb = 15 MPa có nghĩa là gấp đến 150 lần. Do đó khi máy bơm có bình ổn áp này làm việc ở áp suất cao thì xảy ra dao động mạnh ở cụm phân dòng, ống mềm vì thế thường xảy ra hiện tượng hở các mối nối và tạo thành các vết sâu trên đường ống.
Từ dao động của cột chất lỏng cao (chiều cao hơn 5m, khối lượng m = 660 kg, tỉ trọng dung dịch sẽ là ρ = 2g/cm3) có gia tốc phát sinh dao động bản thân bình ổn áp và máy bơm. Các dao động của bình ổn áp hình ống lắp trên máy bơm là nguyên nhân gây ra các tai nạn lao động khi bơm vận hành. Các bình ổn áp này chỉ phát huy tác dụng ở áp suất làm việc không lớn 5 - 6 MPa.
Bình ổn áp BVK với bình cao su trung bình giảm xung động áp suất δp đến 0.1. Với Ptb = 10 ÷ 12 MPa (xem hình 5.7, đường cong số 2) đến giá trị mà tuân thủ theo tỷ lệ tối ưu Po / Ptb = 0.5 ÷ 0.6. Theo quan điểm tuổi thọ của bình làm việc ở vùng biên sdạng đàn hồi và số chu kỳ ứng suất dẫn đến hư hỏng đáng kể. Việc tăng áp suât nén cao hơn Ptb = 12 MPo thì hoạt động của bình ổn áp ổn định Po = 6 MPa và suy ra dung tích năng lượng ổn định Umax = 312.2 KJ theo hình 5.8. Do đó khả năng điều tiết của bình giảm vì δp tăng.
Theo công thức có nghĩa là Ptb tăng còn Po= const. Vậy tại Ptb =15 MPa, δp = 0,12 (theo bảng 5-2) nhược điểm lớn nhất của bình BVK là áp suất khi tối đa ban đầu thấp, Po = 6 MPa bị giới hạn bởi độ bền cắt của cao su tại các lỗ của ống đục lỗ mà lắp bình vào. Ngoài ta, ở áp suất Ptb > 12 MPa trong cao su của bình ứng suất kéo tăng xuất hiện biến dạng không đàn hồi làm hỏng bình.
Qua so sánh ở ta thấy bình ổn áp dạng hình cầu khi sử dụng lắp cho máy bơm pittông vận chuyển dầu cho hiệu quả tốt nhất.
5.3.2. Lựa chọn bình ổn áp
Tóm lại tuổi thọ của màng ngăn phụ thục vào vùng dao động của màng mà vùng này theo thứ tự phụ thuộc vào tỷ lệ p0/ptb. Trong điều kiện tuân thủ giới hạn cho phép p0/ptb tại nơi tuổi thọ của màng cao nhất thì hiệu quả sử dụng thể tích bên trong của thân màng không lớn. Tối đa chỉ 45% thể tích V0 là thể tích khí nén có ích.
Ngoài độ nhạy của màng tới chỉ số tối ưu p0-ptb và hiệu quả của việc sử dụng thể tích bên trong của vỏ, nhưng việc chọn sử dụng bình ổn áp hình cầu Hydril I-P 2 1/2 x 3600 Psi là phù hợp nhất với loại bình ổn áp ở hệ thống bơm 9MΓP-73, do là bơm pittông tác dụng kép nên tương đối ổn định về lưu lượng do đó vẫn dùng bình ổn áp hình cầu mà không ảnh hưởng đến quá trình làm việc của bơm.
Ngoài ra bình ổn áp Hydril I-P có những lợi ích: - Cấư tạo đơn giản, dễ vận hành;
- Giảm thời gian ngừng máy; - Giảm rung do hệ thống; - Giảm sự cố do mỏi hệ thống;
- Bảo vệ các đồng hồ đo và các thiết bị đo đắt tiền.