Bài giảng Valve – Pumps: Chương 2 - Hệ thống bơm

Chia sẻ: Nguyễn Thị Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:113

Thêm vào BST

Báo xấu

366
lượt xem 130
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Valve – Pumps: Chương 2 - Hệ thống bơm trình bày 3 nội dung chính về nguyên lý hoạt động chung của Bơm – Máy nén, nguyên lý thể tích được ứng dụng để thiết kế và chế tạo bơm và máy nén, phân loại máy bơm, các thông số cơ bản của máy bơm: bơm piston; bơm bánh răng; bơm trục vít; bơm lý tâm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Valve – Pumps: Chương 2 - Hệ thống bơm

Bài giảng: Valve – Pumps CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG BƠM Th.S Dương Viết Cường 1 BM. Lọc - Hóa dầu
CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG BƠM BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 2
2.1 Nguyên lý hoạt động chung của Bơm – Máy nén Nguyên lý thể tích được ứng dụng để thiết kế và chế tạo bơm và máy nén. Đối với bơm thì lưu thế là các chất lỏng, còn đối với máy nén thì lưu thể là các chất khí hay hơi. Nguyên lý chính của máy là tạo ra một dung tích thay đổi từ nhỏ đến lớn và ngược lại Khi dung tích của máy từ giá trị bằng không tăng dần đến giá trị lớn nhất có thể được là quá trình hút lưu thể. Khi dung tích giảm dần về giá trị không là quá trình nén và đẩy lưu thể. Cứ một lần hút và đẩy, máy vận chuyển được một lưu lượng lưu thể nhất định. Dung tích này phụ thuộc vào cấu tạo và vòng quay của máy cũng như tính chất và áp lực của lưu thể. Trong quá trình máy hoạt động sự thay đổi trạng thái của lưu thể luôn tuân theo định luật sau đây: PV= const và PVk = const (k = 1,4) BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 3
2.2 PHÂN LOẠI MÁY BƠM Theo nguyên lý làm việc bơm được chia làm hai loại: Bơm thể ch và bơm động học. • Bơm thể ch thực hiện quá nh hút đẩy chất lỏng ra khỏi bơm do thay đổi thể ch của không gian làm việc nhờ một bộ phận chuyển động tịnh ến (pi ông) hoặc quay (rôto), do đó thế năng và áp suất chất lỏng tăng lên. Loại này gồm có bơm pi ông, bơm rôto (bơm răng khí, bơm cánh trượt, bơm trục vít) • Bơm động học hút và đẩy chất lỏng, như vậy làm tăng áp suất chất lỏng do cung cấp động lượng nhờ va đập của các cánh (bơm ly tâm, bơm hướng trục) hoặc nhờ ma sats của tác nhân làm việc (bơm xoáy lốc bơm a, bơm trục vít…) hoặc nhờ tác dụng của trường điện từ (bơm điện từ) hoặc các trường lực khác. BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 4
2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM • 1. Năng suất (lưu lượng) Năng suất của bơm là thể ch chất lỏng mà bơm cung cấp vào ống trong một đơn vị thời gian. Lưu lượng được ký hiệu là Q và thường đo bằng m3/s; l/s, m3/h. • 2. Công suất bơm Công suất của bơm là công suất êu hao để tạo ra lưu lượng Q và chiều cao áp lực H.  Công suất hữu ích: là năng lượng mà bơm tiêu tốn để tăng áp cho chất lỏng: N hi  .g.H.Q BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 5
 Công suất trên trục của bơm: Là phần công suất bù cho phần năng lượng tổn thất do ma sát ở trục, đặc trưng bởi hệ số hữu ích: N hi .g.H.Q N tr   b b  Công suất của động cơ: Động cơ tiêu tốn năng lượng lớn hơn bơm vì năng lượng được truyền từ động cơ đến bơm một phần bị tổn thất do quá trình là việc của động cơ, sự truyền động giữa trục động cơ và bơm, do ma sát trên trục: N tr .g.H.Q N N đc    hi tr .đc đc .tr .b  BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 6
2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM • 3. Chiều cao áp lực hay áp suất toàn phần của bơm Chiều cao áp lực là lượng tăng năng lượng riêng của chất lỏng khi đi từ miệng hút đến miệng đẩy của bơm và thường được nh bằng mét cột chất lỏng (đôi khi cũng được nh bằng mét cột nước) và được ký hiệu là H. p2  p1 v2  v1 2 H  z1  z2    hth   htd  2 Trong đó: .g 2.g z1 – chiều cao hút, m z2 – Chiều cao đẩy, m p2, p1 - áp suất ở thùng phía đẩy và thùng vá hút N/m; là hiệu psuất áp suất ở hai đầu ống, là khối p .g 2 1  lượng riêng của chất lỏng (kg/m3)  hth,  htd ,- trở lực thuỷ lực trong ống hút và trong ống đẩy. BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 7
2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM Trong đó: v2 1.l 1 v2  2 .l 2  hth  h ( 2g d1   h )  htd  2g( d   d ) d 2 vh, vd - vận tốc chất lỏng trong ống hút và ống đẩy 1,  2- hệ số trở lực ma sát trong ống hút và ống đẩy l1, l2 – chiều dài ống hút và chiều dài ống đẩy, m d1, d2 - đường kính ống hút và ống đẩy, m  h ,  -d tổng trở lực trong ống hút và trong ống đẩy v2, v1 – vận tốc chất lỏng ở thùng đảy và thùng hút, 2 v  v h là hiệu số áp suất động học (động năng) giữa 2 d phía hút và phía đẩy 2g BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 8
• Chiều cao hút của bơm: P1  Pv v 2  v1 2  z1    2   h th  g  g 2g  Áp suất hút Pv được quyết định bởi áp suất hơi bão hòa của chất lỏng Pbh do đó phụ thuộc vào nhiệt độ. Trong thực tế Pv> Pbh do đó, chiều cao hút phải thỏa mãn: P1  Pbh v 2  v1 2  z1    2   h th  g  g 2g  BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 9
2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM • 4. Hiệu suất là đại lượng đặc trưng cho độ sử dụng hữu ích của năng lượng được truyền từ động cơ đến bơm, chuyển thành động năng để vận chuyển chất lỏng nên được gọi là hiệu suất của bơm: N hi   tr .dc .b N dc Để làm việc an toàn ta thường chế tạo động cơ có công suất lớn hơn công suất tính toán. N tt  .N đc Giá trị  được xác định theo bảng: Nđc, W 50  2 – 1,5 1,5 – 1,2 1,2 – 1,15 1,1 BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 10
2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM Giá trị của công suất chung phụ thuộc vào cấu tạo của bơm, vào chất lượng chế tạo, vào mức độ mài mòn và vào điều kiện vận hành. Hiện nay người ta đẫ chế tạo được  bơm pi ông với = 0,60 – 0,92; các bơm ly tâm với =  0,68 – 0,90; các bơm hướng trục với = 0,70 – 0,85. Bơm  càng lớn thì hiệu suất chung càng cao. BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 11
2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM • 5. Hệ số quay nhanh Hệ số quay nhanh của bơm là số vòng quay của bơm mẫu tác dụng đơn, một cấp đòng dạng hình học với nó và có áp lực HM = 1 m, năng suất QM = 0,075 m3/s. Như vậy hệ số quay nhanh được xác định theo công thức: (vg/ph) Trong đó: 3,65n Q ns  H 0,75 phương trình dao động ns – số vòng quay của bơm, vg/Viết Q – năng suất của bơm, m3/s H – chiều cao áp lực của bơm, m Dựa vào hệ số quay nhanh thính theo công thức trên ta có thể lựa chọn được bơm thích hợp theo bảng dưới đây: Loại bơm ns, vg/ph Bơm pi ông và rôto < 50 Bơm ly tâm 50 - 300 Bơm hướng chéo 300 - 500 Bơm hướng trục 500 - 1200 BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 12
2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM • 6. Cột áp hút chống xâm thực NPSH: NPSH (Net Positive Suction Head) tạm gọi là cột áp hút đầu vào là một trong các thông số quan trọng trong lắp đặt và vận hành bơm. Nếu cột áp hút đầu vào bơm nhỏ so với yêu cầu thì khi bơm làm việc hay xảy ra hiện tượng xâm thực bơm. Xâm thực là sự phá huỷ liên tục của lưu chất đối với bề mặt vật liệu bơm, đó là do cột áp hút đầu vào hữu ích NPSHA nhỏ làm áp suất đầu vào bơm giảm xuống bằng áp suất bay hơi tương ứng với nhiệt độ hiện tại của chất lỏng. Sư bay hơi mãnh liệt của chất lỏng tạo ra khối lượng bọt rất lớn liên tục tách ra khỏi bề mặt vật liệu tiếp xúc với dòng chẩy đồng thời các hạt chất lỏng không ngừng lao vào để thế chỗ các bọt khí tách ra nên va đập thuỷ lực rất lớn làm rỗ và phá huỷ kim loại. Để tránh rơi vào vùng hai pha và tách khí, người ta phải tạo cho chất lỏng một lượng áp suất bổ sung bù cho sự tổn hao trên bằng cách tạo cột áp thuỷ tĩnh Hs giữa bồn chứa và nơi đặt bơm. BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 13
Bơm Piston • Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bơm Piston: BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 14
Bơm Piston • Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bơm Piston: BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 15
Bơm Piston BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 16
Bơm Piston • Pitông 2 chuyển động qua lại trong xi lanh 1 nhờ cơ cấu chuyển động gồm trục O, biên 5 và thanh truyền 4, con trượt. Dung tích xi lanh nằm giữa hai điểm chết của pittông bằng dung tích chất lỏng trong mỗi lần hoạt động của pittông ở điều kiện lý thuyết. Khi pittông chuyển động sang phải thì van 8 đóng, van 7 mở, chất lỏng từ bể 11 được hút lên xilanh. Khi pittông đến điểm chết bên phải thì hoàn thành quá trình hút. Sau đó pittông chuyển động ngược lại thì van 7 đóng và van 8 mở ra, chất lỏng sẽ được đẩy lên bể chứa 10. Khi pittông đến điểm chết trái thì quá trình đẩy hoàn thành. Như vậy, cứ mỗi vòng quay của trục O thì bơm thực hiện được một chu trình hút và đẩy. BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 17
Bơm Piston • Bơm piston tác dụng kép BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 18
Bơm Piston • Bơm piston tác dụng ba: BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 19
Bơm Piston • Bầu khí và tác dụng của bầu khí: - Do piston chuyển động không đều nên chất lỏng được đẩy ra khỏi cửa đẩy cũng không đều và có gia tốc trong bơm piston làm xuất hiện lực quá tính tác dụng ngược lại chiều chuyển động của chất lỏng, làm tăng trở lực và tổn thất áp suất trong bơm. - Bầu khí là những buồng kín chứa không khí thông với ống hút và ống đẩy để bơm làm việc an toàn, không bị va đập thủy lực và những trấn động lớn. - Bầu khí được lắp ngay trước của hút và cửa đẩy của bơm. BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 20