- Chương I : Mở đầu 9 1.1- Vài nét về lịch sử phát triển bơm, quạt, máy nén 9 1.2- Định nghĩa và phân loại 10 1.3- Các thông số làm việc cơ bản 12 Bài tập 15. - Chương II: Khái niệm chung về bơm 18 2.1- Định nghĩa và phân loại 18 2.2- Các thông số làm việc cơ bản 19 Bài tập 26. - Chương III: Bơm cánh dẫn 31 3.1- Khái niệm chung về bơm cánh dẫn 31 3.2- Bơm ly tâm 37 3.2.1- Khái niệm chung 37 3.2.2- Phương trình làm việc của bơm ly tâm 38 3.2.3- Aûnh hưởng của kết cấu cánh đến cột áp của bơm ly tâm 40 3.2.4- Lưu lượng và hiệu suất lưu lượng 45 3.2.5- Đường đặc tính của bơm ly tâm 46 3.2.6- Ứng dụng đồng dạng trong bơm ly tâm 50 3.2.7- Số vòng quay đặc trưng 53 3.2.8- Hiện tượng xâm thực 54 3.2.9- Kiểm tra bơm Điều chỉnh chế độ làm việc của bơm Ghép bơm ly tâm Lực dọc trục trong bơm ly tâm - Cách khắc phục lực dọc trục 60 3.3- Bơm hướng trục 65 3.3.1- Cấu tạo và phạm vi sử dụng 65 3.3.2- Phương trình làm việc 66 3.3.3- Hình dạng cánh 67 Truong DH SPKT TP. - Mục lục 6 3.3.4- Đường đặc tính 69 3.3.5- Điều chỉnh chế độ làm việc 70 Bài tập 70. - Chương IV: Bơm thể tích 86 4.1- Khái niệm chung về bơm thể tích 86 4.1.1- Khái niệm chung 86 4.1.2- Các thông số làm việc cơ bản của bơm thể tích 87 4.2- Bơm piston 89 4.2.1- Cấu tạo, nguyên lý làm việc 89 4.2.2- Phân loại 90 4.2.3- Cách tính lưu lượng của bơm piston 91 4.2.4- Chuyển động không ổn định của chất lỏng trong bơm. - Phương trình Becnuli, cách khắc phục 95 4.2.5- Aùp suất của bơm trong quá trình hút 98 4.2.6- Aùp suất của bơm piston trong quá trình đẩy Vòng quay giới hạn của bơm piston Đường đặc tính 103 4.3- Bơm roto Khái niệm chung Bơm bánh răng Bơm trục vít Bơm cánh gạt Bơm chân không vòng nước 123 4.4- Bơm piston-roto Khái niệm chung, ưu nhược điểm, phân loại Bơm piston-roto hướng kính Bơm piston-roto hướng trục 133 Bài tập 136. - Mục lục 7 5.2.4- Điều chỉnh quạt Lựa chọn quạt theo điều kiện cho trước Phân loại quạt và một số chi tiết chính của quạt ly tâm Aûnh hưởng của tạp chất khí đến sự làm việc của quạt 163 5.3- Quạt trục Những chú ý về quạt trục Các phương trình cơ bản của quạt trục Những thông số của quạt trục Quạt trục nhiều cấp Điều kiện làm việc của quạt trục Đặc tính của quạt trục Điều chỉnh lưu lượng 178. - Chương VII: Máy nén cánh dẫn 195 7.1- Máy nén cánh dẫn ly tâm Nguyên lý làm việc của máy nén ly tâm Phương trình làm việc của cấp máy nén Tính toán lại đường đặc tính 198 7.2- Máy nén trục Cấu tạo chung của máy nén trục, cấu tạo cấp Tính chất, những thông số đặc trưng 202. - Chương VIII: Máy nén thể tích 208 8.1- Máy nén piston Đồ thị công ( hay đồ thị chỉ thị Ảnh hưởng của khoảng không chết Cách bố trí máy nén nhiều cấp 210 8.2- Máy nén roto Cấu tạo, nguyên lý làm việc Các thông số cơ bản 214 8.3- Điều chỉnh chế độ làm việc của máy nén 216 Truong DH SPKT TP. - Năm 1840-1850 nhàbác học người Mỹ làVortington đã giả thiết cơ cấu của bơm hơi mà trong đó piston của bơm và động cơ hơi được phân bố trên một trục chung, sự chuyển động của piston được điều chỉnh nhờ một hệ thống phân bố hơi đặc biệt. - Bơm nhiều cấp: Nhà Bác học vĩ đại người Anh là Reynolds khi nghiên cứu cấu tạo của bơm nhiều cấp đã đưa vào những thiết bị định hướng cánh dẫn xuôi và ngược. - Máy nén. - Khi bơm làm việc năng lượng mà bơm nhận được từ động cơ sẽ chuyển hoá thành thế năng, động năng và trong một chừng mực nhất định thành nhiệt năng của dòng môi chất. - Máy hút khí là máy làm việc với >. - Máy nén khí là máy làm việc với >. - 1.2.2- Phân loại a- Phân loại theo nguyên tắc tác dụng của máy với dòng môi chất trong quá trình làm việc. - 1.3 - CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CƠ BẢN 1.3.1- Cột áp. - Vậy cột áp của máy thuỷ khí là năng lượng đơn vị của dòng môi chất trao đổi với máy thuỷ khí. - Cột áp của máy thuỷ khí là:. - (1.1) Thành phần thế năng đơn vị gọi là cột áp tĩnh, ký hiệu Ht. - zzH (1.2) Thành phần động năng đơn vị gọi là cột áp động, ký hiệu Hđ. - Công suất trên trục a- Công suất thuỷ lực: ký hiệu Ntl (có đơn vị đo là W) là cơ năng mà dòng chất lỏng trao đổi với máy thuỷ lực trong một đơn vị thời gian. - Công suất thuỷ lực được tính bằng tích của cột áp với lưu lượng trọng lượng của máy. - (1.6) b- Công suất làm việc: ký hiệu N (có đơn vị đo làW) là công suất trên trục của máy khi máy làm việc. - Quá trình làm việc trong máy càng hoàn thiện thì N và Ntl càng ít khác nhau. - 1 gọi là hiệu suất của bơm. - (1.10) Trong điều kiện làm việc, các hiệu suất phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: loại máy, kích thước và cấu tạo của máy, loại môi chất chuyển động trong máy, chế độ làm việc của máy, các đặc tính của mạng mà máy làm việc trong đó. - e- Tổn thất năng lượng trong máy thuỷ lực: có 3 dạng Tổn thất cột áp của dòng môi chất chảy qua máy gọi là tổn thất thuỷ lực, được đánh giá bằng hiệu suất thuỷ lực, còn gọi là hiệu suất cột áp, ký hiệu H. - Tổn thất do rò rỉ môi chất làm giảm lưu lượng làm việc của máy gọi là tổn thất lưu lượng được đánh giá bằng hiệu suất lưu lượng, ký hiệu Q Hiệu suất chung của máy thuỷ lực là. - Xác định các thông số của bơm: lưu lượng, cột áp. - Biết áp suất dư tại cửa ra của bơm m8,50. - Hình 1.3 Giải: 1) Công thức tính cột áp: g. - Tính các thông số : cột áp, lưu lượng và hiệu suất của bơm. - Biết áp suất dư ở cửa ra của bơm m. - (cột nước) và áp suất chân không tại cửa vào của bơm m. - t đ có áp suất ra m. - áp suất vào m. - Xác định các thông số của bơm: H, Q, N. - Tính các thông số của bơm: lưu lượng , cột áp và công suất trên trục. - Biết áp suất dư ở cửa ra của bơm m,. - hiệu suất của bơm. - Khi bơm làm việc năng lượng mà bơm nhận được từ động cơ sẽ chuyển hoá thành thế năng, động năng và trong một chừng mực nhất định thành nhiệt năng của dòng chất lỏng. - Theo nguyên lý làm việc và cấu tạo của bơm (tương tự như phân loại ở trên) b. - Bơm bao giờ cũng làm việc trong một hệ thống đường ống. - Để biết rõ công dụng, quá trình làm việc và các thông số cơ bản của bơm, ta nghiên cứu sơ đồ thiết bị của một bơm làm việc trong hệ thống đơn giản trên hình 2.2 Khi bơm làm việc, chất lỏng từ bể hút qua lưới chắn rác theo ống hút đi vào bơm. - Trong hệ thống truyền động thuỷ lực, chất lỏng sau khi ra khỏi bơm có áp suất cao, qua bộ phận phân phối đi vào động cơ thuỷ lực để thực hiện các chuyển động của những cơ cấu làm việc. - Bơm có 5 thông số làm việc cơ bản: lưu lượng Q, cột áp H, công suất N, hiệu suất và cột áp hút cho phép [HCK]. - 2.2.1- Lưu lượng Là lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển được trong một đơn vị thời gian. - lưu lượng trọng lượng G có đơn vị đo là N/s, N/h, kG/s,… Lưu lượng của bơm được xác định bằng các dụng cụ đo trung bình lắp trên ống đẩy như ống Venturi, lưu lượng kế kiểu màng chắn hoặc các dụng cụ đo trung bình bằng thùng lường hoặc cân đặt ở cuối ống đẩy. - 2.2.2- Cột áp: ký hiệu H (m) Là năng lượng đơn vị mà bơm truyền được cho chất lỏng. - Từ sơ đồ hệ thống làm việc của bơm (hình 2.2), ta có: H = era - evào = e3 - e2. - CKAK23 pppp Công thức tính cột áp của bơm sẽ thành:. - Nếu đường kính ống hút và đường kính ống đẩy bằng nhau và không trích lưu lượng trên đường ống đẩy thì v2 = v3 và khoảng cách y có thể bỏ qua ( y 0 ) thì trị số cột áp có thể xác định bằng các trị số đọc được của áp kế và chân không kế lắp ở miệng vào và ra của bơm:. - H (2.3) Khi không có các số liệu đo được cụ thể của bơm đang làm việc như pCK, pAK … mà chỉ có các số liệu yêu cầu của hệ thống làm việc như p1 , p4 , z … ta có thể tính cột áp yêu cầu của bơm theo các giá trị năng lượng ở bể hút và bể chứa như sau: Viết phương trình năng lượng Bernoulli cho mặt cắt (1-1) và (2-2): wh 2. - Từ đây ta thấy, nếu p1 = pa và v1 nhỏ thì áp suất ở miệng vào của bơm p2 <. - pa tức là áp suất ở miệng ra của bơm phải được đo bằng áp kế. - Từ công thức (2.4) ta thấy cột áp yêu cầu của bơm dùng để khắc phục. - Cột áp của bơm làm việc trong một hệ thống cũng chính là cột áp của hệ thống. - zH gọi là cột áp tĩnh của hệ thống (2.9) Còn các số hạng. - gọi là cột áp động của hệ thống (2.10) Vậy: H = Ht + Hđ (2.11) Truong DH SPKT TP. - Nếu biểu diễn bằng đồ thị phương trình cột áp của hệ thống (2.8) ta sẽ được đường cong biểu thị đặc tính làm việc của hệ thống gọi là đường đặc tính của hệ thống hay còn gọi là đường đặc tính lưới.. - 2.2.3- Công suất và hiệu suất Theo (1.6) ta có công thức tính hiệu suất thuỷ lực của bơm là: QHGHNtl. - khối lượng riêng của chất lỏng, tính bằng N/m3 Q - lưu lượng của bơm, m3/s H - cột áp toàn phần của bơm, m Muốn tạo được Ntl ( còn gọi là công suất có ích) thì trục bơm phải có công suất lớn hơn, vì trong khi làm việc bơm phải tiêu hao một phần năng lượng để bù vào các tổn thất thuỷ lực và tổn thất ma sát giữa các bộ phận làm việc của bơm,. - 1 là hiệu suất toàn phần của bơm. - 1 – hệ số an toàn phụ thuộc từng loại bơm, động cơ và công suất làm việc.. - 2.2.4- Cột áp hút và chiều cao hút cho phép Khả năng làm việc của bơm phụ thuộc rất nhiều vào quá trình hút của bơm. - Trong quá trình bơm hút chất lỏng, bánh công tác phải tạo được độ chênh áp nhất định giữa miệng hút của bơm và mặt thoáng của bể hút. - Độ chênh áp này gọi là cột áp hút của bơm, nhờ nó mà chất lỏng chảy từ bể vào bơm.. - H (2.16) p1 , p2 - áp suất ở mặt thoáng của bể hút và lối vào của bơm Nếu p1 = pa ( áp suất khí trời) thì cột áp hút bằng cột áp chân không tại lối vào của bơm.. - (2.18) Ta thấy cột áp hút của bơm dùng để khắc phục chiều cao hút zh , tổn thất trên ống hút hw và tạo nên động năng cần thiết của dòng chảy ở miệng vào của bơm v2. - Trường hợp p1 = pa theo công thức (2.18) ta thấy khả năng hút tối đa của bơm ứng với khi áp suất p2 = 0 là: zh 2 2. - Vậy điều kiện để bơm làm việc được là: maxCKw 2. - (2.19) Thực tế cột áp hút của bơm khi p1 = pa không bao giờ đạt được đến 10 mH2O vì áp suất ở miệng ra của bơm khi nhỏ đến một mức nào đó bằng áp suất hơi bão hoà của chất lỏng tại nhiệt độ làm việc thì sẽ gây ra hiện tượng xâm thực trong bơm.. - Aùp suất cục bộ này có thể làm rỗ bề mặt kim loại, phá hỏng các bộ phận làm việc của máy. - Nhất là ở nơi chất lỏng có vận tốc và áp suất thay đổi đột ngột. - Hiện tượng xâm thực kéo dài sẽ làm các bộ phận làm việc của máy bị phá hỏng. - (2.20) Vậy chiều cao hút cho phép của bơm là. - Ta biết rằng, điều kiện để không xảy ra hiện tượng xâm thực là cột áp toàn phần tại lối vào của bơm, nơi có áp suất nhỏ nhất, nguy hiểm nhất phải lớn hơn áp suất hơi bão hoà của chất lỏng tại nhiệt độ làm việc. - (2.22) h – cột áp chống xâm thực Mặt khác, từ công thức (2.4), ta có: wh. - Thay vào biểu thức trên ta có chiều cao hút cho phép của bơm là. - z (2.23) Cột áp chống xâm thực h được xác định bằng thực nghiệm, nó phụ thuộc vào số vòng quay và lưu lượng của bơm. - C lấy giá trị càng lớn thì điều kiện chống xâm thực của bơm càng tốt.. - 81%, lưu lượng Q = 500m3/h và cột áp chân không cho phép của bơm [HCK. - Tính chiều cao hút cho phép của bơm [Zh. - Tính cột áp và áp suất tại cửa ra của bơm.. - Giải: 1) Chiều cao hút cho phép của bơm tính theo công thức. - Cột áp của bơm là: m2,39. - 3) Aùp suất tại cửa vào của bơm tính từ phương trình Bernoulli tại mặt cắt trên mặt thoáng của bể hút và mặt cắt tại lối vào bơm: g. - yH Vậy áp suất tại cửa ra của bơm là: m7,435,42,39. - Tính lưu lượng và cột áp của bơm. - Biết hiệu suất của bơm %76. - Lưu lượng: Từ công thức tính công suất:. - Xác định cột áp của bơm và tổn thất trên đường ống đẩy. - m,hwđ 85 , hiệu suất của bơm. - 3.1.2- Nguyên lý làm việc và cấu tạo chung Bộ phận quan trọng và điển hình nhất của bơm cánh dẫn là bánh công tác. - Trong bánh công tác các cánh dẫn được ghép chặt với trục, khi làm việc bánh công tác quay trong môi trường chất lỏng. - Bánh công tác của bơm quay được là nhờ động cơ kéo bên ngoài và trong qúa trình đó, do có các cánh dẫn mà cơ năng của động cơ truyền được cho chất lỏng, tạo nên dòng chảy liên tục qua bánh công tác. - Chênh lệch năng lượng thuỷ động của chất lỏng ở lối ra và lối vào của bánh công tác chính bằng cơ năng của bơm đã truyền cho chất lỏng ( chưa kể tới tổn thất). - Chất lỏng làm việc là chất lỏng lý tưởng. - (3.1) Hình 3.1 – Biểu diễn các loại vận tốc Hình 3.1 biểu thị vận tốc của các phần tử chất lỏng ở lối vào và lối ra của bánh công tác bơm ly tâm
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt