3.1.3.6.1. Định luật tỷ tệ
Khi số vòng quay thay đổi trong quá trình làm việc của bơm thì năng suất và áp suất cũng thay đổi theo. Hình 3.21 biểu diễn tam giác vận tôc ỏ hai vòng quay H | và Ĩ12. Theo quan hệ đồng dạng hình học, xét các tam giác đồng dạng trên hình 3.21 ta có:
/
Ị V
'
N. = 9JLùẵ., kW
(3.57) l
c; _ ù.Ị _ C’., _ TLD., /7 J /60 77j c/ 7/.j c/, ILD., 77., , 60 77., Từ phương trình (3.56) và (3.58) rút ra:
Qi (ft-D., - b^z^c,'2 C/T _ 77,
Q2 ~ (TCD2 -8.z)ò,c;:2 ~ c;2 ~ ô2
Như vậy rõ ràng sự biến đổi năng suất tỷ lệ thuận vói sô' vòng quay.
Theo phương trình (3.51) ta thấy áp suất tỷ lệ vói tích của vận tốc Uo và c>, mà Uọ và C-2 đểu tỷ
lệ vối sô vòng quay. Do đó:
Phương trình (3.59), (3.60) và (3.61) cho ta định luật tỷ lệ của bơm ly tâm.
3.1.3.6.2. Đặc tuyến của bơm ly tâm
Mỗi một máy bơm khi xuất xưởng đều ghi đầy đủ năng suất Q, áp suất H, sô vòng quay 77 và công suất tiêu thụ Nt, là những giá trị ứng vói hiệu
(3.58)
(3.59)
Hình 3.21. Đổng dạng của tam giác vận tốc
EL
H2
/ 77.J ^
V n2 J (3.60)
Qua phương trình (3.57) thì công suâ't tỷ lệ với năng suất và áp suất, nên có quan hệ với sô vòng quay:
N, / 77, V
N, n2 (3.61)
suất cao nhất của bơm. Tuy nhiên trong thực tê sử dụng, năng suất của bơm thay đôi, hay áp suất của chất lỏng thay đổi, vì vậy các đại lượng khác cùng thay đổi theo.
Về lý thuyết ta có thể tìm được mối quan hệ giữa các đại luỢng Q, H, N và n theo định luật tỷ lệ, nhưng trong thực tế không hoàn toàn đúng như vậy. Do dó người ta phải dựa vào thiíc nghiệm, bằng cách thay dổi độ mơ cua van chắn trên Ống đẩy, đo sự thay dổi của năng suất, áp suất, công suất và tính ra hiệu suất tương ứng vói từng vòng quay. Kết quả ta lập dược quan hệ Q-N và Q-q trên đồ thị. Những đường cong biếu diễn quan hệ này được gọi là đặc tuyến của bơm (hình 3.22). Khi biết dăc tuvénjáia bơm ta có thể chon được chê độ làm việc thích hơp trong diẦn-kiên nhnt. địrrh. Ví dụ, ơ hình 3.22 ứng với hiệu suất r\ = 0,82 có năng suất Q = 900 L/s, áp suất H — 75 m, công suất 1100 mã lực.
ĩ
Qua hình 3.22 ta thấy, vói sô vòng quay ;/ = 970 vg/ph, đố bơm làm việc vối hiệu suất 0,75, thì lưu lượng có thế thay dối trong khoang Q = 600 đến. 1200 1/s, và áp suất tương ứng H = 85 đến 60 m. Như vậy từ quan hệ Q - H rõ ràng ơ số vòng quay không đổi, thì Q tăng khi H giam, trừ giai đoạn dầu là giai đoạn làm việc không ổn định (kèm theo va đập thuỷ lực) thì II và Q cùng tăng. Do đó đối vối bơm tôt sẽ không có đoạn này. Nếu ta làm thí nghiệm vối sô vòng quay khác nhau, ta sẽ nhận được một dãy các dường cong Q - H (hình 3.23).
Qua đồ thị ta thây, ơ mỗi vòng quay bơm có một giá trị hiệu suất cao nhất ứng vối một điểm trên dường Q - H. Khi lệch khỏi điểm này về bất kỳ phía nào của dường cong đều cho ta hiệu suất thấp.
Nôi những diểm có hiẻu suất bằng nhau của các đường Q — H lai, ta dược những dường TỊ — const. Đồ thị biểu diễn quan hệ này được gọi là đặc tuyên chung của bơm./Dùng đồ thị đặc tuyên chung ta dễ dàng thiết lập giới hạn sử dụng bơm có hiệu quả nhất và chọn được chê dộ làm việc thích
100
. 90 &Z H khỉ n = 370 i - *1
-—ơ- í 1 ■ - r Q- K
4--—J WÛ7
-
- so. a- N -
- ếổ N
30 -70-
/ .10-___
4 —
ì 70H 60SO 40 30
ZÛ ÍO
N, mái lực
1400
1200
woo 800 600400 200
200 400 600 800 lỎ
O 1200a , t/s1400
Hình 3.22. Đặc tuyến của bơm ly tâm
hơp cho bơm.ÌTheo đồ thị ở hình 3.23 thì dường p - p cho ta chê độ làm việc tôt nhất của bơm. Ví dụ, như ứng với n = 1000 ta có Q = 105 1/s, H = 12,5 m; còn ứng với 11 '. = 750 có Q = 80 1/s, H = 7 m.
3.1.3.6.3. Đặc tuyến mạng ống và điểm làm việc của bơm
Khi chọn bơm và điều kiện làm việc, ngoài đặc tuyến của bơm ta còn phải dựa vào đặc tuyến mạng ông (bao gồm ông dẫn và các thiết bị đật trên đường ông). Như vậy, bơm được chọn phải thích ứng với trỏ lực của đường ống.
Đặc tuyên dường ông biểu thị môi quan hệ giữa lưu lượng của chất lỏng chuyến động trong đó và áp suất cần thiết. Áp suất được tính bằng tổng chiều cao hình học mà chát lỏng cần được đưa đên H\x (gồm chiều cao hút và đay), trơ lực thuỷ lực trong mạng ông Hnx và độ chênh áp suất d đầu ống hút và cuối Ống đẩy Hữ. Vậy ta có:
Cụ thê các thành phần như sau:
Hm= Hh + Hđ
(1 + ké
Hm theo công thức quan hộ vói lưu lượng là:
Hm = k.Q2 h — hệ số tỷ lệ.
p > - P\
p-2và PL — áp suất ơ cuôi ông đẩy và đầu ông hút.
Phương trình (3.62) theo quan hệ lưu lượng có:
H = Hh + H0 + k.Q2
hoặc H = A + k.Q- (3.63)
vói Hu + Hữ = A = const (cho trường hợp cụ thể).
Công thức (3.63) có dạng parabôn, đường biếu diễn không đi qua gô'c toạ độ. Nêu ta biêu diễn đặc tuyến của bơm và mạng ống trên cùng đồ thị (hình 3.24), jthì chúng sẽ cắt nhau tại điếm M là điểm làm việc của bơm đôi vói mạng ống đã cho và ứng với năng suất Q, cao nhất mà bơm có thể đcạt được. (Nêu tăng năng suất của bơm đến Qz> Q! thì áp suất do bơm tạo ra sẽ nhỏ hơn áp suất cần thiết bơm phải đạt dược dể thắng trơ lưc mang ông, do đó bơm không làm việc được.
Dưỡng ông
w (gồm trỏ lực ma sát và cục bộ).
với
vối
V -—
Hình 3.24. Đặc tuyên chung của bơm và đường ống
Nêu giảm năng suất xuông Qo < Qj thì bdm sẽ tạo ra áp suất lốn hơn trỏ lực của mạng ống. Các van trên đường ống đựơc đóng bót để tăng_trở lực hv, neu không bơm sẽ tự động tăng Q và H đên điểm M