- tổn thất năng l−ợng trung bình dọc theo dòng chảy.
Máy thuỷlực vμ trạm
♣ 11-1. Khái Niệm chung về máy thuỷ lực
Máy thuỷ lực là thiết bị dùng để trao đổi năng l−ợng với chất lỏng đi qua nó theo các nguyên lý thuỷ lực học nói riêng và cơ học chất lỏng nói chung. Ví dụ:bơm,dùng cơ năng của ụông cơ để vận chuyển chất lỏng; tuabin nhận năng l−ợng của dòng n−ớc để biến thành cơ năng kéo các máy làm việc…Ngày nay máy thuỷ lực đ−ợc dùng phổ biến trong nhiều lĩnh vực sản xuất cũng nh− sinh hoạt.Có thể nói hầu nh− không một ngành kỹ thuật nào không s− dụng máy thuỷ lực.
VàI nét về lịch sử máy thuỷ lực.
Máy thuỷ lực thô sơ đã có từ thời cổ x−a.Guồng n−ớc là loại máy thuỷ lực đầu tiên,lợi dụng năng l−ợng dòng n−ớc trên các sôgn suối để kéo các cối xay l−ơng thực hoặc đ−a n−ớc vào kênh t−ới ruộng, đ−ợc dùng ở Trung Quốc,ấn độ…khoảng 3000 năm tr−ớc đây.
Tr−ớc thế kỷ 17, nói chung các máy các máy thuỷ lực rất thô sơ và ít loại(chủ yếu là các loại guồng n−ớc và dụng cụ đơn giản để vận chuyển n−ớc từ thấp lên cao…).Mãi đến thế kỷ 18 và sau này mới có nhiều nhà bác học nghiên cứu một cách khoa học về hình dạng và kết cấu cảu máy thuỷ lực và từ đó về sau mới xuất hiện nhiều loaị phong phú.
Năm 1640 nhà vật lý học ng−ời Đức Otto-Herich đã sáng chế ra bơm pittong đầu tiên để bơm khí và n−ớc để dùng trong công nghiệp. Nhà bác học nga Lômônôsop (1711-1765) là ng−ời đầu tiên dùng lý luận cơ học chất lỏng để cải tạo kết cấu guồng n−ớc từ ngàn x−a, nâng cao hiệu suất, công suất của guồng để dùng trong sản xuất công nghiệp thời bấy giờ.
---
---
Mỏy thuỷ khớ - 142 -
Trong những năm 1751-1754, Ole (1707-1783) đã viết về lý thuyết cơ bản của tuabin n−ớc nói riêng và các máy thuỷ lực cánh dẫn nói chung làm cơ sở để hơn 50 năm sau, Phuôcnâyrôn (pháp) chế tạo thành công tuabin n−ớc đầu tiên 1831 và Xablucot (Nga) sáng chế ra bơm ly tâm đầu tiên. Cùng với sự ra đôì của máy hơi n−ớc cuối thế kỷ 18 sự phát minh ra tuabin n−ớc và bơm lytâm ở đầu thế kỷ 19 là những b−ớc nhảy lớn trong lịch sủ các máy năng l−ợng.
Về sau nhiều nhà khoa học lớn Giucõpki (1847-1921), Trapl−ghin (1869-1942), Pơrôtskua…đã sáng tạo ra lý thuyết về dòng chẩy bao quanh hệ thống cánh dẫn, hoàn chỉnh lý thuyết về máy thuỷ lực cánh dẫn. Đặc biệt trong 50 năm gần đây lý thuyết về thuỷ khí động lực phát triển rất mạnh có nhiều thành tựu to lớn và việc áp dụng những thành quả phát minh này trong lĩnh vực máy thuỷ lực vô cùng phong phú.
Ngày nay máy thuỷ lực có nhiều loại với nhiều kiểu khác nhau đ−ợc dùng trong mọi lĩnh vực công nghiệp. Để đáp ứng yêu cầu năng l−ợng ngày càng lớn của công nghiệp hiện đại ng−ời ta đã chế tạo đ−ợc các tuabin n−ớc cỡ lớn có công suất tới 500.000 KW hoặc lớn hơn.Việc ứng dụng truyền động thuỷ lực ngày càng nhiều trong ngành chế tạo máy góp phần năng cao các chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế của máy móc và nhất là đáp ứng một phần yêu cầu tự động hoá ngày càng cao trong kỹ thuật.
Ơ n−ớc ta, từ lâu đời nhân dân lao động đã biết dùng “con n−ớc”cối giã gạo, dùng sức n−ớc để phục vụ sản xuất trong nông nghiệp, nh−ng d−ới ách thống trị của phong kiến đế quốc, khoa học kỹ thật n−ớc ta bị kìm hãm rất nhiều.
Từ cách mạng tháng 8 đến nay khoa học kỹ thuật n−ớc ta phát triển mạnh mẽ.Việc chế tạo và việc sử dụng máy móc ngày càng nhiều trong các lĩnh vực phục vụ sản xuất, chiến đấu và sinh hoạt, trong đó có nhiều loại máy thuỷ lực.Hiện nay trong n−ớc ta đã có nhiều nhà máy sản xuất các loại
---
---
Mỏy thuỷ khớ - 143 -
máy thuỷ lực thông dụng nh− các loại bơm, tuabin n−ớc. Để b−ớc đầu phục vụ công cuộc thuỷ lợi hoá, cơ khí hoá, điện khí hoá của đất n−ớc.
♣ 11-2. Phân loại máy thuỷ lực
Ta biết rằng trong bất kỳ một dòng chất lỏng chuyển động nào cũng tiềm năng một năng l−ợng nhấ định; tác dụng của máy thuỷ lực là trao đổi (nhận hoặc cho) năng l−ợng với dòng chất lỏng chuyển động qua đó để kéo các máy làm việc hoặc vận chuyển chất lỏng.
Theo tính chất trao đổi năng l−ợng với chất lỏng máy thuỷ lực đ−ợc chia làm hai loại:
Loại máy thỷ lực tiếp thu cơ năng của dòng chảy chất lỏng để kéo các máy làm việc khác có tác dụng nh− một động cơ gọi là động cơ thuỷ lực (nh− tuabin n−ơc,.các loại động cơ thuỷ lực trong máy công cụ…)
Ng−ợc lại, loại máy thuỷ lực dùng cơ năng cho chát lỏng để tạo lên áp suất hoặc vận chuỷển chất lỏng đ−ợc gọi là bơm (nh− các loại bơm, quạt)…
Trong kỹ thuật có những máy thuỷ lực khi thì làm việc nh− một động cơ, khi thì làm việc nh− một bơm gọi là máy thuỷ lực thuận nghịch.
Theo nguyên lý tác dụng của máy thuỷ lực với dòng chất lỏng trong quá trình làm việc, ng−ời ta chia máy thuỷ lực thành nhiều loại khác nhau, nh−ng chủ yếu có hai loại:
-Máy thuỷ lkực cánh dẫn -Máy thuỷ lực thể tích.
Trong máy thuỷ lực cánh dẫn, việc trao đổi năng l−ợng giữa máy với chất lỏng đ−ợc thực hiện bằng năng l−ợng thuỷ động của dòng chất lỏng chuyển động qua máy.
Dòng chảy qua máy thuỷ lực cánh dẫn là dòng liên tục.Trên bánh công tác có gắn nhiều bản cánh để dẫn dòng chảy gọi là cánh dẫn. Biên
---
---
Mỏy thuỷ khớ - 144 - (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
dạng và góc độ bố trí của cánh dẫn ảnh h−ởng trực tiếp đến các thành phần vận tốc của dòng chảy nên có ý nghĩa rất quan trọng trong việc trao đổi năng l−ợng của máy với dòng chảy. Có thể nói máy thuỷ lực cánh dẫn dùng các cánh dẫn để trao đổi năng l−ợng với chất lỏng.
Nói chung năng l−ợng của dòng chất lỏng trao đổi với máy thuỷ lực
cánh dẫn gồm có hai thành phần: động năng ) 2 ( 2 g V và áp năng( ) γ P . Hai thành phần năng l−ợng này do năng l−ợng thuỷ động của dòng chảy qua máy tạo nên, có liên quan mật thiết với nhau.Trong quá trình làm việc của máy, sự biến đổi động năng bao giờ cũng kéo theo sự biến đổi áp năng.
Máy thuỷ lực cánh dẫn có tính năng kỹ thuật cao, chỉ tiêu kinh tế tốt và phạm vi sử dụng rộng rãi nên đ−ợc dùng rất phổ biến.
Máy thuỷ lực thể tích thực hiện trao đổi năng l−ợng với chất lỏng theo nguyên lý nén chất lỏng trong một thể tích kín d−ới áp suất tĩnh.
Nh− vậy năng l−ợng trao đỏi của máy thuỷ lực thể tích với chất lỏng
có thành phần chủ yếu là áp năng ( )
γ
p
còn thành phần động năng(của các phần tử chất lỏng chuyển động qua máy ) không đáng kể nên có khi còn gọi máy thuỷ lực thể tích là máy thuỷ lực thuỷ tĩnh. Loại máy thuỷ lực thể tích có nhiều −u điểm trong phạm vi sử dụng cần có áp suất cao và l−u l−ợng nhỏ đ−ợc dùng nhiều trong ngành chế tạo máy.
Ngoài ra còn có các loại máy thuỷ lựckhác không thuộc hai loại máy trên làm việc theo những nguyên lý khác nhau nh− bơm phun tia, bơm n−ớc va…Phần lớn các loại máy thuỷ lực này có năng suất và tính năng kỹ thuật thấp so với máy thuỷ lực cánh dẫn và thể tích, do đó phạm vi sử dụng của chúng trong công nghiệp bị hạn chế.
Trong kỹ thuật hiện đại, các ngành chế tạo máy và tự động hoá sử dụng nhiều truyền động thuỷlực. Truyền động thuỷ lực là tổ hợp các cơ cấu
---
---
Mỏy thuỷ khớ - 145 -
thuỷ lực (gồm cả máy thuỷ lực) để truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến các bộ phận công tác, trong đó có thể biến đổi vận tốc, lực,momen và biến đổi dạng hay quy luật chuyển động.
Theo nguyên lý làm việc, truyền động thuỷ lực đ−ợc chia làm hai loại:
-truyền động thuỷ động, -truyền động thuỷ tĩnh .
Trong truyền động thuỷ động việc truyền cơ năng giữa các bộ phận máy chủ yếu đ−ợc thực hiện bằng động năng của dòng chất lỏng.Truyền động thuỷ động có hai loại:khớp nối thuỷ lực và biến tốc thuỷ lực, th−ờng đ−ợc dùng nhiều trong ngành cơ khí động lực và vận chuyển.
Còn trong truyền động thuỷ tĩnh việc truyền cơ năng giữa các bộ phận máy chủ yếu đ−ợc thực hiện bằng áp năng của dòng chất lỏng, th−ờng dùng cho các máy thuỷ lực thể tích nên còn gọi truyền động thuỷ tĩnh là truyền động thuỷ lực thể tích.Truyền động thuỷ tĩnh có rất nhiều dạng khác nhau đ−ợc dùng phổ biến trong các ngành chế tạo máy và các hệ thống điều khiển tự động.
Để hình dung tổng quát sự phân loại các máy thuỷ lực hãy xem sơ đồ phân loại các máy thuỷ lực kèm theo trong đó có ghi các máy thuỷ lực và truyền động thuỷ lực.
--- --- --- Mỏy thuỷ khớ - 146 - Bảng 11-1 Theo Năng l−ợng chính V2/2g p/g Theo nghĩa Trao đổi
Cho NL -Bơm, quạt, máy thổi ly tâm
-Bơm xoáy tự do -Bơm, quạt h−ớng trục
-Bơm, máy nén khí pítton
-Bơm thuỷ lực roto -Bơm màng -Bơm trục vít Nhận NL -Tuabin ly tâm, TB h−ớng trục -Tua bin khí -xylanh thuỷ lực tịnh tiến -Động cơ thuỷ lực quay Cho và nhận
-Truyền động thuỷ động -Truyền động thuỷ tĩnh
Loại khác -Bơm n−ớc va, bơm tia, thuỷ luân…
---
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});