Bài giảng Bơm - Quạt - Máy nén

BƠM – QUẠT – MÁY NÉN PUMP – FAN – COMPRESSOR

GV: TS. Nguyễn Minh Phú nmphu@yahoo.com.vn

Giáo trình:

1. Lê Xuân Hòa- Nguyễn Thị Bích Ngọc. Lý thuyết và thực

hành Bơm – Quạt – Máy nén – Nhà xuất bản Đà Nẵng.

2. Nguyễn Minh Phú. Tóm tắt lý thuyết và bài tập Bơm ly

tâm và Đường ống. Đại học Quốc gia Tp. HCM, 2006. tâm và Đường ống. Đại học Quốc gia Tp. HCM, 2006.

3. J. B. Rishel. HVAC pump handbook. McGraw-Hill. 2nd

ed. 2006.

Kiểm tra: 10% TH/TN: 10% Thi: 50% Tiểu luận/ Bài tập lớn: 30%. Đọc hiểu báo quốc tế. Mô phỏng số

dòng chảy và áp suất trong bơm, quạt, máy nén. Thiết kế bơm, quạt, máy nén. Đi học mang theo máy tính có cài ANSYS, EES, Matlab

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Kế hoạch

Nội dung

Số tiết 24 (8 buổi)

Bơm Ôn tập và kiểm tra 3 3 Quạt 3 Quạt 6 Máy nén 3 Ôn tập 6 Thực hành

Tổng cộng 45

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

• Các bài báo quốc tế:

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

• Mô phỏng số dùng phần mềm ANSYS

Chia lưới mô phỏng bơm ly tâm Chia lưới mô phỏng bơm ly tâm

Máy nén ly tâm

Quạt ly tâm

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Phân bố áp suất trong hệ thống nước lạnh ĐHKK

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Phân bố áp suất trong hệ thống nước giải nhiệt ĐHKK

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Chương 1: Các khái niệm chung

• Bơm

• Quạt: tỉ số nén < 1,15 • Quạt: tỉ số nén < 1,15

• Máy nén: tỉ số nén > 1.15

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý thể tích

Nguyên lý ly tâm

Lực ly tâm = (khối lượng)*[(vận tốc góc)^2]*(bán kính)

Nguyên lý cánh nâng

Nguyên lý phun tia

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Các thông số làm việc cơ bản

• Cột áp

– Phương trình cân bằng năng lượng:

)gz





u(mWQ)gz 







u(mWQ in

out

1 2

– Đối với bơm, quạt, máy nén: Nhận công, đoạn nhiệt

um (

)

umW ( 



2 







2 



) 1

1 2

– Công hệ hở gồm 2 thành phần: W = Wtl+Wlđ

= Wtl+m(p1v1-p2v2)

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

um (

)



2 







2 



W tl

)vp-vm(p 2

) 1

1 2

Nội năng lỏng ít thay đổi theo áp suất Lưu chất không nén được: v=const

zmg (

)

pmv (

)











W tl

z 1

p 1

2 (   1

2 2

1 2

p 1

(

)







2  1

2 2

W tl mg

1 g2

 2 g 

(

)

zH 







2 2

2 1

1 g2

 g 

H gọi là cột áp của bơm Ht: cột áp tĩnh Hđ: Cột áp động

Hđ

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Các thông số làm việc cơ bản (tt)

mgH

gHV

• Công suất thủy lực Wtl  

Trong đó:

m là lưu lượng khối lượng (kg/s) V là lưu lượng thể tích (m3/s) V là lưu lượng thể tích (m3/s)

• Công suất trên trục



tlW 



Trong đó:

là hiệu suất bơm

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Bài tập

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Bài tập (tt)

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Bài tập (tt)

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Bài tập (tt)

Bài 1-4

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Overall efficiency=volumetric efficiency*torque efficiency

(Mechanical efficiency)

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

(thực)

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Chương 2: Bơm

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Các thông số làm việc cơ bản

• Lưu lượng

Ống Pito

Ống Venturi

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Các thông số làm việc cơ bản

• Cột áp

????

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Hệ số ma sát – Đồ thị Moody

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Thành trơn – thành nhám

Quá độ từ chảy tầng sang rối khi Rex=ux/ > 5.105

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Hệ số tổn thất cục bộ

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Đường đặc tính hệ thống (system characteristic)

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

pdư=1bar

Vẽ đường đặc tính hệ thống của một hệ thống như hình vẽ với lưu lượng từ 40- 100lit/s. biết rằng đường kính ống hút và đẩy là 0,25m, chiều dài ống là 50m, và đẩy là 0,25m, chiều dài ống là 50m, sau bơm có một khóa điều chỉnh.

Bơm

Cho biết các hệ số tổn thất cục bộ và hệ số ma sát:

và ra khỏi ống đẩy;

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Unbalanced static head 32

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Công suất và hiệu suất

Công suất thủy lực

Công suất trên trục Công suất trên trục

Công suất động cơ

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Cột áp hút Hh và chiều cao hút zh

• Cột áp hút

Chiều cao hút

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Chiều cao hút cho phép [zh]

Cột chân chân áp áp Cột không cho phép

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Hiện tượng xâm thực

m m

, , r r e e t t a a w w

f f o o e e r r u u s s s s e e r r p p n n o o

i i t t a a r r u u t t a a S S

100

120

140

Temperature, oC

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Điều kiện chống xâm thực

(C= 800-1000)

Cột áp chống xâm thực

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

NPSHR và NPSHA

NPSHA NPSHA

NPSHR NPSHR

NPSHR: Required Net Positive Suction Head NPSHA: Available Net Positive Suction Head

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Ví dụ

Một bơm có NPSHR=3.048m. Tính NPSHA và so sánh với NPSHR trong 2 trường hợp sau: a) Nhiệt độ nước là 16oC b) Nhiệt độ nước là 71oC b) Nhiệt độ nước là 71oC

hwh=1,524m

zh=3,048m

ĐS:

a) NPSHA=5.577 m b) NPSHA=2.425 m

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Một bơm có NPSHR=12,192m. Tổn thất trên đường ống hút là 1,8288m. Tính cao độ của bơm để tránh xâm thực trong hai trường hợp sau: sau: a. SG=1; 15,56oC; pbh=0,018 bar b. SG=0.9635; 93,33oC; pbh=0,794 bar

ĐS:

a. zh= -4.011 m b. zh= -12.23m

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

309

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Cho biết các hệ số tổn thất cục bộ và hệ số ma sát:

ĐS: 6,2m

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

P

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Bảng bão hòa của nước

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Tóm tắt

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Chương 3: Bơm cánh dẫn

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Các loại vận tốc

• Vận tốc vòng u

• Vận tốc tương đối w

• Vận tốc tuyệt đối c

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Tam giác vận tốc





w 2

: blade angle

Đặc điểm cR?

1

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Tam giác vận tốc

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Phương trình cơ bản của máy thủy lực cánh dẫn

(N)

(N) (N)

(J)

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Phương trình cơ bản của máy thủy lực cánh dẫn

(J)

(W)  (rad/s)

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Phương trình cơ bản của máy thủy lực cánh dẫn

là …



Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Phương trình cơ bản của máy thủy lực cánh dẫn

Hlt

Hlđ

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Cột áp bơm ly tâm

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Lưu lượng và hiệu suất lưu lượng

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Lưu lượng và hiệu suất lưu lượng

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Bài tập III-1

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Giải

2cDb 



 R

• Lưu lượng bơm ly tâm: CT. (3.25)



Q bR2 

103.5,72 055,0.1,0. 

Vận tốc kinh tuyến

Vận tốc vòng

c2R

c1R

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Dựng tam giác vận tốc

c2R

c2u

c2R

c1 c1R c1u

w1 u1

c1R

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

CT. (3.18)



c2R

c2u



Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Bánh công tác bơm ly tâm có các kích thước chính: 2R1=120mm, 2R2=300mm, chiều rộng của cánh tại cửa vào b1=60mm và cửa ra b2=25mm. Lưu lượng Q=100L/s, số vòng quay n = 1450v/ph. Các góc đặt cánh 1=30o và 2=25o. Xây dựng tam giác vận tốc ở cửa vào và cửa ra của dãy cánh. Tính các vận tốc thành phần c1u và c2u, và các góc 1 và 2. Tính cột áp lý thuyết của bơm. và  . Tính cột áp lý thuyết của bơm.

Bơm nước ly tâm thương mại có các thông số sau: r1=0.1016m, r2=0.1778m, 1=30o, 2=20o, 1=90o, tốc độ 1440rpm. b1=b2= 0.04445m. Tính: Tính: a) Lưu lượng nước qua bơm b) Cột áp c) Công suất thủy lực

Q=0.251 m3/s H=35.32 m N=87 kW

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Ảnh hưởng kết cấu cánh đến cột áp

Thông thường:

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Cánh cong sau

Cánh hướng tâm Cánh cong trước

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Xem

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Xét trường hợp c2u=2u2

)u2(



2 R2

2 2



Mặt khác Mặt khác

c  g2 g2

u2 g g

hay

ứng với c2u=2u2

(=180o - 2min)

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

BT: Biểu diễn đồ thị trên, biết u2=5 (đv), c2R=1 (đv). (Chứng minh 2 pt trên)

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Đường đặc tính của bơm (pump characteristics)

Số vòng quay không đổi

Số vòng quay thay đổi

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Đặc tính lý thuyết

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Xét đến số cánh hữu hạn Xét đến tổn thất lưu lượng

Xét đến tổn thất cơ khí

Xét đến tổn thất áp suất

OA’’’=60%OA

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

C.P. Kothandaraman, R. Rudramoorthy, Fluid Mechanics and Machinery, 2007.

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Đặc tính thực nghiệm

Lưu lượng kế

BEP

BEP: Best Efficiency Point (design point)

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Đặc tính thực nghiệm

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Đặc tính tổng hợp

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Điểm làm việc của bơm

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Ví dụ

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Bình giãn nở

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Dung tích bình giãn nở

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Bình giãn nở

Ví dụ:

A: 38.7gal

pa=1,01325bar=14,696psi

A: 1.496m3

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

ÖÙng duïng ñoàng daïng trong bôm ly taâm (Affinity laws)

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

• Gọi chæ soá M - moâ hình, N - nguyeân hình.

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Đồng dạng lưu lượng

• Lưu lượng bơm ly tâm

b = k.D b = k.D

k – hệ số tỷ lệ k – hệ số tỷ lệ

c2R

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

M - moâ hình M - moâ hình N - nguyeân hình

Cùng 1 bơm: DM = DN

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Đồng dạng cột áp

n.D.

(3.11)

1 g

c u

   60 

  

c2u

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Cùng 1 bơm: DM = DN

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Đồng dạng công suất

Công suất bơm:



D D

n n

 

  

  

  

  

Cùng 1 chất lỏng: Cùng 1 chất lỏng:

  N



N N

D M D

n n

  

  

  

(

)

Cùng 1 chất lỏng

 N

   và cùng 1 bơm: DM = DN

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Quan hệ tương tự của bơm ly tâm

Các thông số

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Phân tích thứ nguyên (đọc thêm)

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Phân tích thứ nguyên (đọc thêm)

Rotodynamic_Pumps_Centrifugal_and_axial, 2008, by Srinivasan

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Xem hh không đổi.

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Điều chỉnh chế độ làm việc của bơm

100

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Điều chỉnh chế độ làm việc của bơm (tt)

H H

VD: Một hệ thống ống nước được thiết kế với lưu lượng 150 gpm và cột áp tổng là 36 ft. Chọn bơm thích hợp theo đồ thị bơm cho sẳn. theo đồ thị bơm cho sẳn.

Bôm

Van ñoùng 1 phaàn

Van môû

101

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

102

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Giải

Thiết kế: 150 gpm và 36 ft.

H, ft

2 2 0 1

7 in. 7 in. 1750 rpm

Van ñoùng 1 phaàn

Van môû

61 2 in. 1750 rpm

150

Q, gpm

103

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Điều chỉnh chế độ làm việc của bơm (tt)

VD: Một bơm có đường kính bánh công tác 7 in., tốc độ 1750 rpm như đồ thị đặc tính cho sẳn. Bơm đang hoạt động tại điểm 1 trên đồ thị với công suất trên trục 2,1HP và hiệu suất 69,4%. Cần giảm lưu lượng hệ thống đến 100 gpm. Tìm cột áp, công suất đến 100 gpm. Tìm cột áp, công suất trên trục và hiệu suất mới của bơm?

H, ft

7 in. 1750 rpm

100

130

Q, gpm 104

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Giải

Đường kính bánh công tác 7 in. Tốc độ 1750 rpm Bơm đang hoạt động tại điểm 1. Giảm lưu lượng đến 100 gpm. Cột áp, công suất trên trục và hiệu suất mới của bơm?

H, ft

7 in. 1750 rpm

100

130

Q, gpm

105

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

106

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

107

Bài III-18

108

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

The affinity laws do not scale pump/pipe system operating points.

109

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Điều chỉnh chế độ làm việc của bơm (tt)

110

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Ghép bơm

111

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

a) Một bơm. b) Hai bơm ghép song song. c) Hai bơm ghép nối tiếp. Cấu hình nào tốt nhất, tệ nhất?

10.1. Bơm đường kính 32 in có đường đặc tính như hình 4.1a dưới chạy ở 1170 rpm trong hệ thống có đường đặc tính Hs(ft) = 100+1,5Q2, với Q tính bằng kgal/phút. Tính lưu lượng và công suất trên trục trong ba trường hợp sau:

Cột áp bơm 32-in H p = 500 – 0.3 · Q 2 Hp (ft), Q (kgal/min) Hp (ft), Q (kgal/min)

112

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Đường đặc tính hệ thống. Đường đặc tính tổng hợp của bơm. Hiệu suất mỗi bơm.

10.3. Hai bơm Bell & Gossett Series 80- SC Model 1 ½  1 ½  7B với bánh công tác 6 ½ in hoạt động song song ở 1150 rpm để bơm 70 gpm nước ở cột áp 16,9 ft với cột áp tĩnh 10ft. Xác định:

a. b. c. d. Nếu một bơm hỏng, xác định năng suất, cột áp và hiệu suất của bơm còn lại.

113

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

10.7. Hai bơm 35 in có đồ thị đặc tính như hình 4.1b được ghép song song như hình vẽ. Bơm nước ở nhiệt độ 20oC, bỏ qua các tổn thất cục bộ. Xác định lưu lượng và công suất cần thiết nếu: a) Cả hai bơm đều hoạt động b) Một bơm không hoạt động và bị cô lặp.

Hệ số ma sát

114

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

SỐ VÒNG QUAY ĐẶC TRƯNG Specific speed

115

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

11.1. Một bơm ly tâm đường kính 18 in, hoạt động ở 880 rpm bơm nước ở 20oC, các dữ liệu của bơm như sau:

2000 4000 6000 8000 10000

Q, gal/phút H, ft P, hp

92 100 112

84 130

78 143

68 156

50 163

Xác định: a. BEP b. Hiệu suất lớn nhất c. Số vòng quay riêng d. Vẽ công suất cần thiết theo lưu lượng.

116

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

11.4. Bơm nước 70oC ở lưu lượng 20000 gal/phút và 1800 rpm. Xác định loại bơm nếu chênh áp qua bơm là: a. 170 kPa b. 1350 kPa

117

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

8.4. Bơm Bell & Gossett Series 80-SC 227 (Phụ lục 5) đường kính bánh công tác 6 in vận hành ở 1750 rpm dùng để bơm 80 gpm nước. 1. Xác định cột áp, công suất trên trục, và hiệu suất

của bơm. của bơm.

2. Sử dụng các quan hệ tương tự, xác định lưu

lượng, cột áp, công suất trên trục, và hiệu suất nếu đường kính bánh công tác thay đổi thành 6 ½ in.

3. So sánh kết quả tính toán bằng các quan hệ tương tự với đường cong thực của bơm.

118

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

 const (Đọc thêm)

119

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Lực dọc trục trong bơm ly tâm

120

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Cách khắc phục lực dọc trục

121

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

122

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

123

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Chương 4: Bơm hướng trục (Bơm cánh nâng) (Axial pump)

Bơm ly tâm

360  90000 m3/h

124

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Phương trình làm việc

c1 cR



c1u

w1 u

c2u

125

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Phương trình cơ bản của máy thủy lực cánh dẫn (3.10)

c1 cR



c1u

w1 u

c2u

Cột áp bơm ly tâm

> 0 hay w1 > w2 và c2 > c1 thì 2> 1

Đặc điểm: Cột áp nhỏ hơn bơm ly tâm Để Mặt cánh dẫn phải là mặt cong.

126

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Cột áp lớn nhất

c1=cR



c1u=0

Để dòng chất lỏng qua cánh dẫn cân bằng và ổn định:



c2u

127

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

c1=cR

n.D.





 60

  

  

c2u

c1u=0

128

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Cánh bơm phải thỏa mãn

Cùng bán kính

Giảm khi bán kính tăng

  2 1    2 1

Cánh cong 3 chiều

Ví dụ:

2 - 1

Baùn kính caùnh bôm

129

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Đường đặc tính thực nghiệm (Characteristic curves)

Bơm hướng trục

Bơm ly tâm

(BHP – Brake horse power) 130

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

131

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Bơm thể tích (Positive displacement pumps)

132

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Bơm thể tích (Positive displacement pumps)

133

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Chương 5: Quạt

• Guồng động quạt ly tâm có: D1=480mm, D2=600mm, n=1500rpm,

k=1,2kg/m3, W1=25m/s, W2=22m/s, 1=60o, 2=120o.  =120o.

Hãy dựng các tam giác vận tốc ở cạnh vào và ra của cánh guồng và xác định chiều cao cột áp lý thuyết Hl (mH2O)

ĐS: 0,218mH2O

134

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

135

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Quạt (tt)

• Cần nung nóng không khí với

lưu lượng 30000kg/h từ 20oC đến 160oC bằng 1 thiết bị trao đổi nhiệt.

Xác định năng suất (m3/s), cột áp (mét không khí) và công suất quạt (kW) khi lắp trước và sau TBTĐN. công suất quạt (kW) khi lắp trước và sau TBTĐN. Biết tổn thất thủy lực của dòng không khí qua hệ thống là 120mmH2O ở điều kiện 20oC và k=1,2kg/m3. Hiệu suất tổng ở cả hai trường hợp là như nhau 50%. Hint: H=const; T=const. ĐS: 1,48 lần

136

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

104oC

177oC

Process heat transfer – R. W. Serth

137

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

138

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

ĐS: 410ft. 2.24hp

ĐS: 6.56 m3/s. 12kW. 28.3o

139

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

140

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Specific speed

141

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Quạt ngang dòng cross-flow fan

142

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Chương 6: Máy nén

143

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Máy nén piston Năng suất lạnh <700kW

144

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Máy nén roto Năng suất lạnh <3kW

145

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Máy nén xoắn ốc Năng suất lạnh 3,5-90kW (1 – 25 tons)

146

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Máy nén trục vít Năng suất lạnh 176-1758kW (50-500 tons)

147

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Máy nén ly tâm Năng suất lạnh 350-35000kW (100-1000 tons)

148

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Cấu tạo và hoạt động của máy nén piston

THAÛI KHÍ

NAÏP KHÍ

NEÙN KHÍ

Xem animation Air compressor

149

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Công nén



ÑAÚNG NHIEÄT

w p v  1 1

v 2 v 1

p 1 p 2

C C1

ÑA BIEÁN





)t 1

 vp(n )vp 2 2 11 1  n

nR 1  n

)vp 1 1





ÑOAÏN NHIEÄT

)t 1

vp(k 2 1

2 

 k

kR 1  k

2 p

1 p

150

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Tác hại của dung tích thừa

Tỷ số áp suất < 12

V'h

151

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Máy nén piston nhiều cấp

Coâng neùn tieát kieäm

p1 t1

p2 t2

p3 t4

p2 t3

p3 t5

p4 t6

p3 p3

T=const

V'h

152

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Ví dụ

• Máy nén không khí 2 cấp lý tưởng có làm mát

trung gian, áp suất ban đầu p1=1bar, t1=20oC, áp suất cuối quá trình nén p4=9bar. Lưu lượng 1kg/s.

Xác định công tiêu hao của máy nén, nhiệt độ cuối Xác định công tiêu hao của máy nén, nhiệt độ cuối quá trình nén, nhiệt thải qua bình làm mát trung gian. Quá trình nén xem là đoạn nhiệt.

Nếu nén 1 cấp thì công và nhiệt độ cuối là bao

nhiêu

ĐS: 401K 549K

153

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Biểu diễn 4 câu trên lên cùng đồ thị p-v

263,2 kJ/kg 246,4 189,2 215,3

154

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Hiệu suất đẳng entropi

h là enthalpy

155

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú

Ví dụ

• Một máy nén hơi Freon-22 của hệ thống điều hòa không khí. Áp suất và nhiệt độ hơi vào là 6bar và 10oC, quá trình nén không có trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh. Áp suất hơi sau khi nén là 20bar. là 20bar.

Xác định nhiệt độ hơi ra khỏi máy nén và công suất của máy nén nếu biết hiệu suất entrôpi của máy nén là 80% và lưu lượng hơi qua máy nén là 4kg/s.

Đs: 82,7oC, 152,75kW

156

Bộ Môn Công nghệ Nhiệt lạnh. TS. Nguyễn Minh Phú



 i

• Hệ số chỉ thị thể tích