1. Phương trình năng lượng của bơm
2.5.5.Các kiểu kết cấu của bơm
Có nhiều loại và kết cấu của bơm. Ở đây chúng ta chỉ xét ngắn gọn các bơm thường được sử dụng trong hệ thống tàu thủy.
Bơm piston. Trước kia, trong các hệ thống tàu thủy, bơm piston được sử dụng rộng rãi, do các bơm piston có khả năng tự hút tốt, nhưng có kích thước và khối lượng lớn do tính chất chạy chậm quyết định bởi sự chuyển động không đều của piston. Ngoài ra, kết cấu của chúng phức tạp hơn các bơm cánh dẫn nhiều.
Trong các hệ thống hiện đại, rất hiếm khi gặp bơm piston. Chúng được sử dụng chủ yếu trong các hệ thông lọc của tàu dầu để giải phóng các két khỏi các cặn của hàng.
Để hút khô các hầm nhỏ, người ta dùng các bơm piston tay.
Bơm ly tâm. Hiện nay trong các hệ thống tàu thủy, người ta hay dùng các bơm ly
tâm nhất. Khi bánh công tác quay, nó tác dụng lực lên dòng chất lỏng và truyền cơ năng cho chất lỏng. Sự tăng áp suất chất lỏng trong bánh được tạo ra chủ yếu là nhờ tác dụng của lực ly tâm.
Các bơm ly tâm có loại thẳng đứng, có loại nằm ngang. Bơm đặt đúng dành được nhiều sự ưu tiên hơn vì nó chiếm ít diện tích.
Nhược điểm cơ bản của bơm ly tâm là không có khả năng tự hút, hay còn gọi là
hút khan hoặc hiện tượng e, khi trong đường ống có không khí. Cho nên trước khi khởi động bơm ly tâm, bơm và đường ống phải được điền đầy chất lỏng. Với mục đích này bơm được cung cấp một thiết bị tự hút đặc biệt - bơm chân không, dùng để đẩy không khí khỏi đường ống hút, nhờ nó mà bơm và đường ống được điền đầy chất lỏng. Nếu bơm nằm thấp hơn mực chất lỏng trong bể chứa, thì không cần trang bị thiết bị tự hút cho bơm.
Bơm chân không, là các bơm hút khô, làm việc trong các hệ thống hút khô.
Khi chọn bơm ly tâm cho hệ thống tàu thủy, cần phải biết các đặc tính của nó, là các quan hệ theo đồ thị cột áp H, công suất N và hiệu suất đối với lưu lưọng Q khi vận tốc quay của bơm cố định n, vg/ph (hình 2.9). Chúng được xây dựng nhờ thử bơm trên bệ thử và đưa vào các Catalogue. Nếu kết hợp đặc tính của đường ống với đặc tính H = f(Q) của bơm (hình 2.10), thì có thể xác định được chế độ làm việc của bơm. Điểm A, giao điểm của đường đặc tính bơm và ống, được gọi là điểm làm việc của bơm. Nó chỉ ra rằng, bơm làm việc với đường ống đã cho, sẽ đảm bảo lưu lượng Q1 và cột áp H1. Nếu thay đổi đặc trưng của ống gây ra sự dịch chuyển của điểm A theo đường đặc tính của bơm, và dĩ nhiên, gây ra thay đổi chế độ làm việc của bơm.
Hình 2.9. Đặc tính của bơm ly tâm. Hình 2.10. Xác định cột áp làm việc của bơm
Khi xây dựng đặc tính ống, người ta sử dụng mối quan hệ: , Q . K h HTP CT 2TP m.c.n. (2.28)
trong đó:
hCT - chiều cao cấp tĩnh, bằng tổng chiều cao hình học và chiều cao áp suất, chiều cao áp suất có nghĩa là chiều cao ứng với áp suất dư (hộp khí nén, đường ống cứu hỏa, v.v.).
K - đại lượng không đổi, xác định đối với mỗi đường ống, nó bao gồm các trị số tính toán không đổi của các công thức xác định tổn thất thủy lực. QTP - lưu lượng chất lỏng qua ống.
Tưởng tượng bây giờ, trong ống chất lỏng được cấp không phải bằng 1 bơm mà là 2, chúng được nối với ống song song. Khi nối song song thì sẽ bảo đảm cấp nhiều chất lỏng hơn vào đường ống. Chúng ta giả sử rằng, các bơm là như nhau và đặc tính H = f(Q) của mỗi bơm được mô tả bằng đường cong 1 (hình 2. 11, a).
Hình 2.11. Sự phối hợp làm việc của các bơm ly tâm.
a - khi làm việc song song; b - khi làm việc nối tiếp.
Đặc tính tổng 2 của hai bơm song song nhận được bằng cách cộng lưu lượng của chúng lại khi các cột áp như nhau (hình 2.11, a). Đem đặc trưng ống 3 so với các đặc tính này ta sẽ nhận được các điểm làm việc A1 và A2 xác định được lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển trong đưềng ống bằng một và hai bơm làm việc song song.
Trong thực tế còn gặp các bơm làm việc nối tiếp. Khi mắc nối tiếp, cột áp của bơm nâng cao (hình 2.11, b). Trên hình vẽ, đường cong 1 là đường đặc tính của một bơm, còn đường cong 2 là đặc tính của bơm khác.
Đặc tính tổng cộng 3 của hai bơm làm việc nối tiếp nhận được bằng cách cộng cột áp của chúng khi cùng lưu lượng.
Giao của đặc tính 3 của các bơm với đặc trưng của đường ống 4 ở điểm A, xác định chế độ làm việc của hai bơm ly tâm mắc nối tiếp.
Bơm xoáy lốc. Khi lưu lượng nhỏ và cột áp lớn, người ta dùng bơm xoáy lốc.Hoạt động của chúng, cũng như của bơm ly tâm, dựa trên cơ sở truyền năng lượng từ cánh bơm cho dòng chất lỏng.
Hiệu suất của bơm xoáy lốc thấp hơn bơm ly tâm và không vượt quá 40 50%. Điều này hạn chế phạm vi sử dụng chúng.
Bơm xoáy lốc được sử dụng ở các hệ thống cấp nước.
Người ta dùng động cơ điện làm động cơ dẫn động cho các bơm của các hệ thống tàu thủy.
Bơm phụt (phun). Bơm phun có loại thuỷ lực và hơi. Ở bơm phun hơi, công chất
là hơi. Trong các hệ thống của tàu hơi nước, người ta dùng hầu như rất ít bơm phun thủy lực.
Quạt gió. Quạt truyền cho không khí năng lượng cần thiết để nó chuyển dịch trong đường ống. Các thông số cơ bản của quạt bao gồm: lưu lượng Q, cột áp H, công suất tiêu thụ N và hiệu suất .
Khác với bơm, cột áp trong các quạt đo bằng mm cột nước (mm.c.n). Cột nước cao 1 mm tạo ra áp lực bằng 1 kg/m2. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lưu lượng và cột áp quạt thường được người ta đưa ra xuất phát từ giả thiết rằng, không khí được nạp vào là tiêu chuẩn, tức là không khí, ở nhiệt độ 200C, trọng lượng
riêng =1.2 kg/m3, độ ẩm tương đối 50% và áp suất 760 mm.Hg. Điều này cho phép so sánh các quạt với nhau, xác định các khả năng sử dụng chúng để làm việc ở các thông số khác nhau của không khí, đánh giá các giá trị của cột áp và lưu lượng.
Công suất tiêu thụ của bơm được xác định bằng công thức:
. 270000 H . Q . 75 . 3600 H . Q N , cv hoặc . 367200 H . Q N , kw. (2.29) trong đó: Q - tính bằng, m3/g; H - tính bằng, mm.c.n.
Các quạt có quạt hướng trục và quạt ly tâm. Trong các hệ thống tàu thủy, các quạt ly tâm được sử dụng rộng rãi nhất.