Bài giảng Thủy khí - Chương 1: Khái niệm về máy thủy khí

Chia sẻ: Nguyễn Thị Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

294
lượt xem 64
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Thủy khí - Chương 1: Khái niệm về máy thủy khí trình bày định nghĩa, phân loại máy thủy khí; các thông số làm việc cơ bản, công suất và hiệu suất, bơm làm việc trong hệ thống lưới, phương trình đặc tính lưới, xây dựng đường đặc tính lưới, hiện tượng xâm thực, chiều cao hút cho phép. Đây là tài liệu tham khảo ngành Cơ khí - Chế tạo máy.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thủy khí - Chương 1: Khái niệm về máy thủy khí

Chương I Khái ni m v máy th y khí 1. Th y l c – Máy th y l c – Nguy n Phư c Hoàng + ..... 2. Bài t p Th y l c – Máy th y l c – Nguy n Phư c Hoàng + ..... 3. Bơm – Qu t – Máy nén: Nguy n Văn May 4. Pumps – Fans – Compressors: Trerkasski 1 §1 Đ nh nghĩa – Phân lo i Máy th y khí: làm vi c b ng cách trao ñ i năng lư ng v i dòng ch t l ng ñi qua máy: Bơm, Tuabin, Qu t, Máy nén 2 1
PHÂN LO I 1. Theo tính ch t trao ñ i năng lư ng v i CL Đ ng cơ th y l c (Tuabin nư c, xilanh th y l c, ñ ng cơ gió...): nh n năng lư ng c a CL, bi n ñ i thành cơ năng ... Bơm, qu t, máy nén: cung c p năng lư ng cho ch t l ng. 3 PHÂN LO I 2. Theo nguyên lý tác d ng v i CL trong quá trình trao ñ i năng lư ng a. Máy cánh d n • Bánh công tác (BCT) chuy n ñ ng quay trong CL. BCT: mayơ + các cánh d n (b n cong) • Vi c trao ñ i năng lư ng th c hi n ñư c nh tác d ng tương h gi a h th ng cánh d n chuy n ñ ng và dòng CL ñi qua BCT. • Năng lư ng trao ñ i: ñ ng năng+ th năng 4 2
b. Máy th tích • Trao ñ i năng lư ng v i CL theo nguyên lý nén ch t l ng trong 1 th tích kín dư i tác d ng c a áp su t th y tĩnh. • Năng lư ng trao ñ i: áp năng. • Làm vi c v i áp su t cao, lưu lư ng nh • S d ng trong ngành ch t o máy, công ngh ô tô, h th ng t ñ ng 5 Ph m vi s d ng các lo i bơm thông d ng 6 3
§2. Các thông s làm vi c cơ b n 1. Lưu lư ng Q: lư ng CL qua máy trong 1s • Lưu lư ng th tích Q: [m3/s]; [m3/h]; [lit/s]... • Lưu lư ng kh i lư ng M: [kg/s]... M = ρ.Q • Lưu lư ng tr ng lư ng G: [N/s]... G = γ.Q = ρ.g.Q • Bơm: B qua rò r : Q = Qhút = Qñ y 7 • Qlt: lưu lư ng lý thuy t, ph thu c k t c u, kích thư c máy, t c ñ làm vi c • Q = Qlt - ∆Q: lưu lư ng th c • ∆Q: lưu lư ng t n hao (rò r , làm vi c ngoài ch ñ thi t k ...) • Hi u su t lưu lư ng (hi u su t th tích): Q Qlt − ∆Q ηQ = ηll = = Qlt Qlt 8 4
2. C t áp H (m): năng lư ng mà 1 ñơn v tr ng lư ng ch t l ng trao ñ i v i máy khi qua máy • Bơm: a. C t áp th c  p v2   p v2  H = era − evao =  Zr + r + r  −  Zv + v + v   γ 2g     γ 2g   pr pv   vr2 vv2  H = (Z r − Z v ) +  −  +  −  1 24  γ 4 3  γ   2g 2g    4 4 =0 1 24 4 3 1 2 3 H tinh H dong 9 b. C t áp lý thuy t Hlt : tính toán ñư c, ph thu c vào k t c u, kích thư c, v n t c làm vi c (svq c a BCT, v n t c chuy n ñ ng c a CL). c. Hi u su t th y l c: H H − ∆H ηtl = η H = = lt H lt H lt ∆H: năng lư ng mà 1 ñon v tr ng lư ng CL b t n th t khi ñi qua máy (BCT + v bơm) 10 5
3. Công su t và hi u su t: -- Công su t th y l c: Ntl = γ.Q.H -- Công su t trên tr c: Ntr • Đ i v i Bơm: Q H γ ⋅Q⋅ H Ntr = γ ⋅ Qlt ⋅ Hlt + ∆Ncokhi = γ ⋅ ⋅ + ∆Ncokhi = + ∆Ncokhi ηQ ηH ηQηH γ ⋅Q ⋅ H γ ⋅Q ⋅ H ⇒ N tr = = ηQ ⋅η H ⋅η ck η Bom 14 4 2 3 η Bom 11 • Đ i v i Đ ng cơ th y l c, tuabin: Ntl = γ.Q.H: công su t th y l c do dòng ch t l ng cung c p cho ñcơ th y l c Công su t trên tr c ra c a ñcơ th y l c: Ntr = ηDcTL. Ntl = γ.Q.H.ηDcTL η 12 6
§3. Bơm làm vi c trong h th ng lư i • Bơm CL t b A lên b B (Z, pA, pB) • Đư ng ng hút: lh, dh, λh, ζh • Đư ng ng ñ y: lñ,dñ, λñ, ζñ • C t áp c a bơm ñư c xác ñ nh thông qua các thông s hình h c và thông s ñ ng h c (Q) c a h th ng lư i 13 Sơ ñ bơm trong 1 h th ng lư i B mc ra Z mc vao Zh A 14 7
Xác ñ nh c t áp c a bơm theo các thông s c a lư i Hbơm= era - evào 2 pAvA Ber: mcA mc vào: zA + + = evao + ∑ hwhut γ 2g 2 pB vB Ber: mc ra mc B: er = z B + + + ∑ h wday γ 2g H Bom = era − evao  p v2   p v2  =  z B + B + B  −  z A + A + A  + ∑ hwhut + ∑ hwday   γ 2g     γ 2g  15 H Bom = era − evao  pB vB   2 pA vA  2 =  zB +  +  −  zA + +  + ∑ hwhut + ∑ hwday  γ 2g     γ 2g  C t áp do bơm t o ra ñ kh c ph c yêu c u c a h th ng lư i (c t áp lư i), bao g m: • Đ chênh Z c a m t thoáng b ñ y và b hút (c t áp hình h c) • Đ chênh áp su t trên m t thoáng b ñ y, b hút • Đ chênh ñ ng năng gi a mc ñ y B và b hút (thư ng b ng 0) • T n th t năng lư ng trong ng hút và ng ñ y 16 8
Phương trình ñ c tính lư i H 2 644474448 644 K .Q 444 4luoi tinh 4 47 8 p p  v 2 v  2 H Bom = H luoi = (z B − z A ) +  B − A  +  B − A  + ∑ hw  γ  γ   2g 2g  14444444 244444 44 4  4 3 H luoi Hlư i = Hlư i tĩnh + K.Q2 vB=0 8  Lh  1  L  1 H luoi = H luoi tinh +  λh + ζ h  4 +  λd d + ζ d  4  ⋅ Q 2 gπ 2  d h d  d d 14 4444424 4444 4 4  4h 4 d 43 d K 17 Xây d ng ñư ng ñ c tính lư i: (quan h gi a Hlư i và Q) H Hlư i=Hlư i tĩnh+ K.Q2 Hlư i tĩnh Q 18 9
BÀI T P M U Bơm ly tâm bơm nư c t b A lên b B (b h ).Cho Hluoi tĩnh = 11m Đư ng ng hút: l1= 10m d1= 100mm λ1= 0,025 ζ1=2 Đư ng ng ñ y: l2= 30m d2= 75mm λ2= 0,027 ζ2=12 a)Vi t pt ñ c tính lư i và v ñư ng ñ c tính lư i v i Q=(0 -- 14)lít/s. Xác ñ nh giá tr c t áp lư i t i Q=8 lit/s. Tính công su t trên tr c bơm n u hi u su t bơm t i ch ñ này là 78% b) Đư ng ñ c tính c a bơm cho theo b ng ng v i s vòng quay n=1600v/ph. V ñư ng ñ c tính bơm H(Q); η(Q); Q[lit/s] 0 2 4 6 8 10 12 14 H[m] 15 15,5 15,7 15 14 12 10 8 η% 0 40 60 74 78 70 60 40 19 Nư c ch y trong 1 h vòng kín g m 1 bơm và 1 ng ño áp su t b làm ngu i có h s c n t iA ζ=20. T ng chi u dài c a Z các ng n i là 4L=40m, L ζ L ñư ng kính ng d=40mm, Bơm h s ma sát ñư ng ng A λ=0,02. Đi m A trên ñư ng 2L ng n i v i ng ño áp h , ñ cao nư c dâng lên trong ng là Z=4m. a) Xác ñ nh c t áp, công su t trên tr c c a bơm. Bi t lưu lư ng c a bơm Q=3,76 lit/s, hi u su t bơm η=0,7. b) Xác ñ nh áp su t t i c a vào c a bơm c) Xác ñinh giá tr Z nh nh t b ng bao nhiêu ñ trong h th ng không có áp su t chân không. 20 10
§4. Hi n tư ng xâm th c - Chi u cao hút cho phép I. HI N T NG XÂM TH C • pbh : áp su t bay hơi bão hòa c a CL t i 1 nhi t ñ xác ñ nh • N u pt vao = pbh : ch t l ng t o thành b t khí t i c a vào • B t khí ñi vào BCT hi n tư ng xâm th c to C 0 10 20 30 40 60 80 100 120 p bh 0,06 0,12 0,2 0,48 0,75 2,03 4,83 10,33 20,2 γ 4 pbh pbh= pbh [m] pa 21 Cơ ch hi n tư ng xâm th c • B t khí ñi vào BCT p > pbh ngưng t thành gi t CL có th tích nh hơn nhi u so v i b t khí, không gian tr ng trong dòng ch y trong BCT. • CL ñi n ñ y vùng không gian tr ng v i v n t c r t cao ñ ng năng bi n thành áp năng s tăng ñ t ng t áp su t trong BCT sóng áp su t. * Tác ñ ng lên b m t v bơm, BCT v t n t, tróc r b m t: phá h y b m t làm vi c, * Rung ñ ng, gi m lưu lư ng, gi m hi u su t,. 22 11
• C n tránh hi n tư ng xâm th c kh ng ch pt t i c a vào c a bơm (ho c t i c a ra c a TB) pt vao > pbh t i To làm vi c pck vao (t i c a vào c a bơm, c a ra c a TB) không vư t quá giá tr cho phép. 23 II- C t áp chân không t i c a vào và chi u cao hút cho phép c a bơm p dA v 2 p v2 p  v2  zA + + A = z v + dv + v + ∑ h h ⇒ dv = − z v + v + ∑ h h    γ 2g γ 2g γ  2g  p ck vao  v2  H ck vao = =  zv + v + ∑ hh    γ  2g  • T i mc vào luôn có áp su t chân không, • C t áp chân không t i mc vào Hckvào nh m: - Kh c ph c chi u cao hút Zh - Kh c ph c t n th t trên ñư ng ng hút hwh. - T o v n t c t i mi ng vào c a bơm vv. 24 12
• Tránh hi n tư ng xâm th c: Hckvào ≤ [Hck]: pck vao vv2 H ck = = Zh + + ∑ hwh ≤ [H ck ] γ 2g • Chi u cao hút cho phép: p  [Z h ] = 2 pa [Z h ] = [H ck ] − vv − ∑ hwh −  bh + ∆h + ∑ hwh  γ  γ  2g  4  n⋅ Q  3 n: s vòng quay trong 1 phút; ∆h ≥ 10 ⋅   C   Q: m3/s;   C = 800 ÷ 1000: ph thu c vào k t 25 c u bơm 13