Giáo trình bơm quạt máy nén P1

Chia sẻ: Tai Tieu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

Thêm vào BST

Báo xấu

358
lượt xem 166
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Máy thủy lực đã có từ thời cổ xưa .Guồng nước là máy thủy lực đầu tiên .Guồng nước lợi dụng năng lượng của nước để kéo các cối xay lương thực hoặc đưa nước vào đồng ruộng , đã được sử dụng khoảng 3000 năm trước công nguyên

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình bơm quạt máy nén P1

T.S LEÂ XUAÂN HOAØ – Th.S NGUYEÃN THÒ BÍCH NGOÏC GIAÙO TRÌNH BÔM QUAÏT MAÙY NEÙN TRÖÔØ NG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄ T TP HOÀ CHÍ MINH 9/2004
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn 3 LÔØI NOÙI ÑAÀU “Bôm, quaït, maùy neùn” laø moät trong nhöõng moân hoïc chuyeân ngaønh quan troïng cuûa sinh vieân ngaø nh “Coâng ngheä Nhieät – Ñieän laïnh”. Cuoán saù ch naø y ñöôï c bieân soaïn nhaèm ñaùp öùng yeâu caàu cuûa sinh vieân Tröôøng ñaïi hoïc Sö phaïm kyõ thuaät veà saù ch taøi lieäu chuyeân ngaønh. Saùch “Bôm, quaït, maù y neùn” goàm 8 chöông coù noäi dung ñeà caäp ñeán caù c lyù thuyeát cô baûn veà caù c loaïi maùy bôm chaát loûng vaø chaát khí, caù c loaïi maù y quaït vaø maùy neùn khí duøng trong coâng nghieäp vaø daân duïng, laø m cô sôû cho sinh vieân h chuyeân ngaønh “Coâng ngheä Nhieät – Ñieän laïnh” hieåu roõ veà caùicMini bôm, quaït, Ch loaï o maùy neùn thoâng duïng duøng trong caù c nhaø maùy nhieättñieän H trong thöï c teá. P. vaø ua T Saùch seõ phuïc vuï toát cho vieä c giaûng Kyyt,h c taäp vaø nghieân cöùu trong caù c daï hoï pham ng ñaïi hoï c Sö phaïm kyõ thuaät thaønh H Su tröôøng ñaïi hoï c kyõ thuaät noùi chung vaø Tröôø phoá Hoà Chí Minh noùi Trung.rieâ o ng D © yr ight Cop Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Muïc luï c 5 MUÏC LUÏC Trang Lôø i noù i ñaàu 3 Muïc luïc 5 Chöông I : Môû ñaà u 9 1.1- Vaø i neù t veà lòch söû phaùt trieån bôm, quaï t, maù y neùn 9 1.2- Ñònh nghóa vaø phaân loaï i 10 1.3- Caù c thoâng soá laøm vieäc cô baûn 12 Baø i taäp 15 Chöông II: Khaù i nieäm chung veà bôm 18 Minh 2.1- Ñònh nghóa vaø phaân loaï i Ho Chi 18 P. uat T 2.2- Caù c thoâng soá laøm vieäc cô baûn y th 19 ph am K H Su Baø i taäp 26 ng D © Truo Chöông III: Bôm caùpyridaãnght C o nh 31 3.1- Khaù i nieäm chung veà bôm caùnh daãn 31 3.2- Bôm ly taâm 37 3.2.1- Khaùi nieäm chung 37 3.2.2- Phöông trình laøm vieä c cuûa bôm ly taâm 38 3.2.3- Aûnh höôûng cuû a keát caáu caù nh ñeán coä t aùp cuû a bôm ly taâm 40 3.2.4- Löu löôïng vaø hieäu suaát löu löôïng 45 3.2.5- Ñöôø ng ñaë c tính cuûa bôm ly taâm 46 3.2.6- ÖÙng duïng ñoàng daïng trong bôm ly taâm 50 3.2.7- Soá voøng quay ñaëc tröng 53 3.2.8- Hieän töôï ng xaâm thöï c 54 3.2.9- Kieåm tra bôm 55 3.2.10- Ñieàu chænh cheá ñoä laøm vieä c cuûa bôm 56 3.2.11- Gheùp bôm ly taâm 58 3.2.12- Löï c doï c truï c trong bôm ly taâm - Caùch khaéc phuï c löï c doï c truï c 60 3.3- Bôm höôùn g truïc 65 3.3.1- Caáu taïo vaø phaïm vi söû duïng 65 3.3.2- Phöông trình laøm vieä c 66 3.3.3- Hình daïng caùnh 67 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Muïc luï c 6 3.3.4- Ñöôø ng ñaë c tính 69 3.3.5- Ñieàu chænh cheá ñoä laøm vieäc 70 Baø i taäp 70 Chöông IV: Bôm theå tích 86 4.1- Khaù i nieäm chung veà bôm theå tích 86 4.1.1- Khaùi nieäm chung 86 4.1.2- Caùc thoâ ng soá laøm vieä c cô baûn cuû a bôm theå tích 87 4.2- Bôm piston 89 4.2.1- Caáu taïo , nguyeân lyù laøm vieäc 89 4.2.2- Phaân loaï i 90 4.2.3- Caùch tính löu löôïng cuû a bôm piston 91 4.2.4- Chuyeån ñoäng khoâng oån ñònh cuû a chaát loûng trong bôm. hi Mi nh trình C Phöông P. Ho uat T Becnuli, caù ch khaéc phuïc 95 4.2.5- Aùp suaá t cuû a bôm trong quaù trình huùam K t y th 98 h DH Su p trình ñaåy 4.2.6- Aùp suaá t cuû a bôm piston trong quaù 101 T uo g rcuû n bôm piston h © 4.2.7- Voøn g quay giôù ithaïn a 103 yrig op c tính C 4.2.8- Ñöôø ng ñaë 103 4.3- Bôm roto 105 4.3.1- Khaùi nieäm chung 105 4.3.2- Bôm baùnh raên g 106 4.3.3- Bôm truï c vít 115 4.3.4- Bôm caù nh gaït 118 4.3.5- Bôm chaân khoâng voø ng nöôùc 123 4.4- Bôm piston-roto 125 4.4.1- Khaùi nieäm chung, öu nhöôï c ñieåm, phaân loaï i 125 4.4.2- Bôm piston-roto höôùn g kính 126 4.4.3- Bôm piston-roto höôùn g truï c 133 Baø i taäp 136 Chöông V: Quaït 147 5.1- Khaù i nieäm chung veà quaït 147 5.2- Quaï t ly taâm 150 5.2.1- Keá t caá u vaø moät soá chi tieát chính 150 5.2.2- Caùc thoâ ng soá cuû a quaït ly taâm 151 5.2.3- Ñöôø ng ñaë c tính cuûa quaït ly taâm 155 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Muïc luï c 7 5.2.4- Ñieàu chænh quaït 157 5.2.5- Löïa choïn quaït theo ñieà u kieän cho tröôù c 160 5.2.6- Phaân loaï i quaït vaø moät soá chi tieát chính cuû a quaït ly taâm 160 5.2.7- Aûnh höôûng cuû a taïp chaá t khí ñeán söï laøm vieä c cuû a quaï t 163 5.3- Quaï t truïc 166 5.3.1- Nhöõ ng chuù yù veà quaï t truï c 166 5.3.2 - Caùc phöông trình cô baûn cuû a quaï t truï c 168 5.3.3- Nhöõ ng thoâng soá cuûa quaï t truï c 173 5.3.4- Quaït truï c nhieàu caáp 176 5.3.5- Ñieàu kieä n laøm vieä c cuû a quaï t truïc 177 5.3.6- Ñaëc tính cuû a quaït truï c 177 5.3.7- Ñieàu chænh löu löôïng 178 h Min Chi P. Ho Chöông VI: Khaù i nieäm chung maù y neù n uat T 180 y th 6.1- Khaù i nieäm chung ph am K 180 Su 6.2- Nhieät ñoäng hoï c maùy neùn g DH 183 ruon igh t©T opyr Cneù n caù nh daã n Chöông VII: Maùy 195 7.1- Maù y neùn caùnh daãn ly taâm 195 7.1.1- Nguyeân lyù laøm vieäc cuû a maùy neù n ly taâm 195 7.1.2- Phöông trình laøm vieä c cuûa caáp maùy neù n 196 7.1.3- Tính toaù n laï i ñöôøng ñaë c tính 198 7.2- Maù y neùn truïc 201 7.2.1- Caáu taïo chung cuû a maùy neùn truï c, caáu taïo caáp 201 7.2.2- Tính chaá t, nhöõng thoâng soá ñaëc tröng 202 Chöông VIII: Maù y neùn theå tích 208 8.1- Maù y neùn piston 208 8.1.1- Ñoà thò coâng ( hay ñoà thò chæ thò) 208 8.1.2- AÛnh höôûng cuû a khoaûng khoâng cheá t 209 8.1.3- Caùch boá trí maùy neùn nhieàu caáp 210 8.2- Maù y neùn roto 213 8.2.1- Caáu taïo , nguyeân lyù laøm vieäc 213 8.2.2- Caùc thoâ ng soá cô baû n 214 8.3- Ñieà u chænh cheá ñoä laøm vieä c cuû a maùy neùn 216 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Muïc luï c 8 8.3.1- Yeâu caàu 216 8.3.2- Ñieàu chænh baè ng caù ch thay ñoåi soá voøng quay 216 8.3.3- Ñieàu chænh baè ng tieát löu ôû oáng naï p 217 8.3.4- Ñieàu chænh baè ng caù ch môû van naï p 217 8.3.5- Thay ñoå i theå tích khoaûng khoâng cheá t 218 8.3.6- Moä t soá phöông phaù p ñieàu chænh khaùc 219 Taøi lieäu tham khaûo 220 h Min Chi P. Ho uat T y th am K HS u ph uo ng D © Tr ight C opyr Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT I.Môû ñaàu Chöông TP. HCM 9 http://www.hcmute.edu.vn CHÖÔNG I: MÔÛ ÑAÀU 1.1- VAØI NEÙT VEÀ LÒCH SÖÛ PHAÙT TRIEÅN BÔM, QUAÏT, MAÙY NEÙN Bôm, quaï t, maù y neùn thuoäc loaï i caù c maùy thuyû löïc vaø maùy thuyû khí. Maùy thuyû löïc thoâ sô ñaõ coù töø thôøi coå xöa. Guoàng nöôùc laø maù y thuyû löïc ñaàu tieân. Guoàng nöôùc lôï i duïng naên g löôïng cuûa nöôùc ñeå keùo caùc coá i xay löông thöïc hoaë c ñöa nöôù c vaø o ñoàng ruoäng, ñaõ ñöôïc söû duïng khoaûng 3000 naêm tröôùc coâng nguyeân. Caù c maù y huùt nöôùc coù söû duïng söù c ngöôøi vaø vaä t ñöôï c söû duïng ôû Ai Caäp haøn g maá y ngaøn naêm tröôùc coâ ng nguyeân . Bôm piston ñöôï c duøng ôû theá kyû thöù I tröôùc coâng nguyeân. Bôm piston coù loaï i xích voâ cuøng ñöôï c duøng roäng raõ i ôû Cai-roâ ñeå laáy nöôùc ôû ñoä saâu 91,5m vaøo theá kyû thöù 5-6 tröôù c coâng h nguyeân. Min Ho Chi sô T . Noùi chung tröôùc theá kyû thöù 17 maù y thuyû khí raá t thoâ uatvaøPít loaï i. y th am K Bôm piston: u ph g DH S  Naêm 1640 nhaø vaät lyù hoïc uon i Ñöùc laø OÂttoâ Henrich ñaõ saùn g cheá ra bôm piston ñaàu r ngöôø h t©T yrig Cop tieân ñeå bôm khí vaø nöôùc duøng trong coâng nghieäp.  Khoaûng naêm 1805 nhaøb aùc hoïc ngöôøi Anh laø Niu Kômen ñaõ phaùt minh ra bôm piston ñeå laáy nöôùc trong caùc nhaø maùy khai thaùc moû, duøng xilanh hôi ngöng tuï ñeå taïo löïc caà n thieát treân truïc maùy nhôø aùp suaát khí quyeån.  Naêm 1840-1850 nhaøb aù c hoïc ngöôø i Myõ laøVortington ñaõ giaû thieát cô caáu cuû a bôm hôi maø trong ñoù piston cuûa bôm vaø ñoäng cô hôi ñöôïc phaân boá treân moä t truï c chung, söï chuyeån ñoä ng cuûa piston ñöôïc ñieàu chænh nhôø moä t heä thoáng phaân boá hôi ñaë c bieä t. Maùy caùnh daãn: Trong nhöõng naêm 1751-1754 nhaø baùc hoïc Euler ñaõ vieát veà lyù thuyeát cô baûn cuûa tuabin nöôùc noùi rieâng vaø cuûa maù y thuyû khí caùnh daãn noùi chung, laøm cô sôû ñeå hôn 80 naêm sau, vaø o naêm 1830 nhaø baù c hoïc ngöôø i Phaùp laø Phuoâ c-naây -roân ñaõ cheá taïo thaønh coâ ng tuabin nöôùc ñaà u tieân vaøv aøo naêm 1831 nhaø baù c hoïc ngöôø i Nga laø Xablucoâp ñaõ saùng cheá ra bôm ly taâm vaø quaï t ly taâm ñaàu tieân. Ñaây chính laø nhöõng böôùc nhaûy lôùn trong lòch söû phaù t trieån caùc maùy naên g löôïng. Bôm nhieàu caáp: Nhaø Baùc hoï c vó ñaïi ngöôøi Anh laø Reynolds khi nghieân cöù u caá u taï o cuû a bôm nhieàu caá p ñaõ ñöa vaø o nhöõ ng thieá t bò ñònh höôùn g caùn h daãn xuoâi vaø ngöôïc. Naêm 1875 ñaõ phaù t minh ra loaïi bôm töông töï nhö loaï i bôm nhieàu caá p hieän ñaïi ngaøy nay. Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT I.Môû ñaàu Chöông TP. HCM 10 http://www.hcmute.edu.vn Maùy neùn:  Phaù t minh bôm khoâng khí vaø daï ng ñôn giaûn cuûa maùy neùn hieän ñaï i vôùi moät chu kyø neùn gaén lieàn vôùi teâ n tuoåi cuû a nhaø vaä t lyù vó ñaï i ngöôøi Ñöù c laø Gerike vaøo naêm 1640. Söï hoaøn thieän maùy neùn ôû theá kyû 18-19 ñaõ thuùc ñaåy söï phaùt trieå n cuûa coâng nghieäp quaën g moû vaø luyeän kim.  Vaøo cuoá i theá kyû 18 ôû Anh nhaø baù c hoïc Vinkinsôn ñaõ saùn g cheá ra maùy neùn piston 2 xilanh, nhaø baù c hoïc Uatt ñaõ cheá taïo thaø nh coâng maùy huùt khoâ ng khí coù truyeàn ñoäng baèng hôi.  Maùy neùn nhieàu caáp coù laøm laïnh trung gian xuaát hieän ôû Phaùp vaøo khoaûng nhöõng naêm 30 cuû a theá kyû 19.  Maùy neùn nhieàu caáp coù laøm laïnh trung gian giöõ a caùc caáp neùn xuaá t hieän ôû Ñöùc vaøo naêm 1849 do nhaø baù c hoïc Raten saùng cheá ra. h Quaït: Min o Chi ra P. H Vaøo naêm 1831 nhaø baù c hoïc Nga Xablucoâp saù ng cheá t Tquaï t ly taâm ñaàu tieân duøng ñeå ua y th am K laøm maù t haàm moû vaø laøm saï ch maùy. h Su p Ñaë c bieä t laø 80 naêm gaàn ñaâyong DH t veà thuyû khí ñoäng löï c phaù t trieån raá t maïnh, coù , lyù thuyeá ru nhieà u thaø nh töïu to lôùn trong vieä©cT ng duïn g caù c phaù t minh veà lónh vöïc maùy thuyû khí. ight öù yr Cop Ngaø y nay maùy thuyû khí coù raát nhieàu loaï i vôùi nhieà u kieåu daùn g khaù c nhau ñöôïc duøng trong moï i lónh vöï c cuû a ñôøi soáng cuõ ng nhö trong coâ ng nghieäp vaø noâ ng nghieäp. Ñeå ñaùp öùng nhu caà u veà naêng löôïng ngaøy caø ng to lôùn cuûa coâ ng nghieä p hieän ñaï i, ngaøy nay ngöôøi ta ñaõ cheá taï o ñöôïc caù c tuabin côõ lôùn coù coâng suaát ñeán 500.000 kW hoaë c lôùn hôn. Soá löôïng bôm, quaï t, maù y neùn cuõng nhö tuabin caùc chuûng loaï i khaù c nhau ñaõ ñöôïc saûn xuaá t haøn g naêm leân ñeá n haøng trieä u chieá c. 1.2- ÑÒNH NGHÓA VAØ PHAÂN LOAÏI 1.2.1- Ñònh nghóa Bôm laø maùy ñeå di chuyeån doøng moâi chaá t vaø taêng naê ng löôïng cuû a doøng moâ i chaá t. Khi bôm laøm vieäc naê ng löôïng maø bôm nhaän ñöôïc töø ñoäng cô seõ chuyeån hoaù thaønh theá naêng, ñoäng naêng vaø trong moä t chöøng möï c nhaát ñònh thaønh nhieät naên g cuûa doøng moâi chaá t. Maùy ñeå bôm chaá t khí, tuyø thuoä c vaøo aùp suaát ñaï t ñöôïc ñöôï c goïi laø quaï t, maùy huùt khí vaø maùy neù n khí. Quaït laø maùy ñeå di chuyeån chaá t khí vôùi cô soá taêng aùp  < 1,15 ( - tyû soá giöõa aùp suaá t cöû a ra vaø aùp suaá t cöûa vaøo cuû a maùy) hay aùp suaá t ñaï t ñöôïc p < 1500 mmH2 O. Maùy huùt khí laø maùy laøm vieä c vôùi  > 1,15 hay aù p suaát ñaï t ñöôïc p > 1500 mmH2 O nhöng khoâng coù laøm laïn h nhaân taï o. Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT I.Môû ñaàu Chöông TP. HCM 11 http://www.hcmute.edu.vn Maùy neùn khí laø maùy laøm vieä c vôùi  > 1,15 hay aù p suaá t ñaï t ñöôï c p > 1500 mmH2O vaø coù laøm laïnh nhaâ n taïo ôû nôi xaûy ra quaù trình neùn khí. 1.2.2- Phaân loaïi a- Phaân loaïi theo nguyeân taé c taù c duïng cuûa maù y vôùi doøng moâi chaát trong quaù trình laø m vieä c Maùy ñeå chuyeån chaát loû ng vaø khí Maùy neùn Cho nöôù c saï ch Cho hoãn hôïp ñaá t, Cho chaá t loûng coù khí vaø dung dòch tro vaø nöôùc ñoä nhôùt cao h Phun tia Phun tia PhunChi Min tia T P. Ho uat y th Theå tích Theå tích am K Theå tích u ph ng DH S Truo t © h daã n gh n pyri Caùnh daã n Caù Caùnh daã n Caùnh daã n Co Hình 1.1 - Sô ñoà phaân loaï i theo nguyeâ n taé c taù c duïng cuû a maùy vôùi doøng moâi chaá t. b- Phaân loaïi theo tính chaát trao ñoåi naêng löôïng vaø caáu taïo Bôm coù ba loaï i: 1. Bôm caùnh daãn : goàm  Bôm ly taâm  Bôm höôùng truï c  Bôm höôùng cheùo  Bôm xoaùy 2. Bôm theå tích: goàm  Bôm piston  Bôm roto  Bôm piston-roto 3. Bôm phun tia Quaït chæ coù loaï i caù nh daãn goàm: 1. Quaï t ly taâm 2. Quaï t truïc Maùy neùn coù ba loaï i: 1. Maùy neùn caùnh daãn : goàm Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT I.Môû ñaàu Chöông TP. HCM 12 http://www.hcmute.edu.vn  Maùy neùn ly taâm  Maùy neùn truïc 2. Maùy neùn theå tích: goàm  Maùy neùn piston  Maùy neùn roto 3. Maùy neùn phun tia 1.3 - CAÙC THOÂNG SOÁ LAØM VIEÄC CÔ BAÛN 1.3.1- Coät aùp PB,vB h Min Chi P. Ho B B tT y PK,vAhua Ay t h am zB S p H Au A ng D zA ruo ht©T yrig Cop Hình 1.2 – Sô ñoà maùy thuyû khí trong heä thoáng Khaû naêng trao ñoåi naêng löôïng cuûa maùy thuyû khí vôùi doøng moâi chaá t ñöôï c theå hieä n baèng möùc cheânh leä ch naêng löôïng ñôn vò cuûa doøng moâi chaá t ôû 2 maë t tröôù c vaø sau maùy. Naên g löôïng ñôn vò taïi maë t caét A-A: pA A v2A eA  zA    2g Naên g löôïng ñôn vò taïi maë t caét B-B: p B  B v2 B eB  zB    2g Trong ñoù : z - ñoä cao hình hoï c p,v – aù p suaá t vaø vaän toá c cuûa doøng chaûy  - heä soá ñieàu chænh ñoäng naêng Cheânh leä ch naêng löôïng ñôn vò cuû a doøng moâi chaá t qua maùy thuyû khí giöõ a A vaø B laø : Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT I.Môû ñaàu Chöông TP. HCM 13 http://www.hcmute.edu.vn p B  p A  B v2   A v 2 B A e BA  z B  z A    2g  Neáu e BA  0 - doøn g moâi chaát ñöôïc maùy caáp cho naê ng löôïng, vaäy maùy laø bôm (chaát loûng hoaëc khí).  Neáu e BA  0 - maùy ñöôïc doøng moâ i chaá t caáp cho naên g löôïng, vaäy maùy laø ñoäng cô thuyû khí. Vaäy coä t aùp cuû a maùy thuyû khí laø naêng löôïng ñôn vò cuû a doøng moâ i chaá t trao ñoåi vôùi maù y thuyû khí. Coä t aùp cuû a maù y thuyû khí laø: p B  p A  B v2   A v 2 B A H  zB  zA   (1.1)  2g Thaønh phaàn theá naêng ñôn vò goïi laø coät aùp tónh, kyù hieä u Ht : h pB  pA Min (1.2) Ht  zB  z A  Chi P. Ho uat T  y th Thaønh phaàn ñoän g naêng ñôn vò goïi laø coä tpaùp m K g, kyù hieäu Hñ : ha ñoän gD H Su  B v 2Tuonv 2 B r A A H ñ  ght © (1.3) yri Cop 2g Vaäy : H  H t  Hñ (1.4) 1.3.2- Löu löôïng Ñònh nghóa: Löu löôïng laø löôïng moâ i chaá t chuyeån ñoäng qua maùy trong moä t ñôn vò thôøi gian. Tuyø thuoä c ñôn vò ño coù löu löôïng theå tích, löu löôïng khoái löôïng, löu löôïng troïng löôïng.  Tính baèng ñôn vò theå tích, kyù hieä u Q goïi laø löu löôïng theå tích, coù ñôn vò ño laø m3 /s, m3/h, l/s.  Tính baè ng ñôn vò khoái löôïng, kyù hieäu M goï i laø löu löôïng khoá i löôïng, coù ñôn vò ño laø kg/s, kg/h. M  Q  Tính baèng ñôn vò troïng löôïng, kyù hieä u G goïi laø löu löôïng troïng löôïng, coù ñôn vò ño laø N/s, N/h, kG/s. G  Q  gQ  gM (1.5) 1.3.3- Coâng suaát vaø hieäu suaát Caàn phaâ n bieä t roõ hai loaï i coâng suaá t:  Coâng suaá t thuyû löïc Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT I.Môû ñaàu Chöông TP. HCM 14 http://www.hcmute.edu.vn  Coâng suaá t treân truï c a- Coâng suaát thuyû löï c: kyù hieä u Ntl (coù ñôn vò ño laø W) laø cô naê ng maø doøng chaá t loûng trao ñoå i vôùi maùy thuyû löïc trong moä t ñôn vò thôøi gian. Coâng suaá t thuyû löïc ñöôïc tính baèng tích cuûa coä t aùp vôù i löu löôïng troïng löôïng cuû a maùy. N tl  GH  QH (1.6) b- Coâng suaát laøm vieä c: kyù hieäu N (coù ñôn vò ño laøW) laø coâ ng suaát treân truïc cuûa maù y khi maùy laøm vieäc. Coâ ng suaát thuyû löï c khaùc coâng suaá t treân truïc. Quaù trình laøm vieäc trong maùy caø ng hoaøn thieä n thì N vaø Ntl caøng ít khaù c nhau.  Ñoái vôùi bôm: N > Ntl N tl QH N    (1.7) h Min Heä soá  < 1 goï i laø hieäu suaát cuûa bôm. Chi P. Ho uat T y th  Ñoái vôùi ñoäng cô: N < Ntl h am K N  N tl  QH H Su p (1.8) ng D Truo hieäu © Heä soá  < 1 goï i laø right suaát cuûa ñoäng cô thuyû löï c. y Cop c- Hieäu suaát cuûa maùy thuyû löï c, kyù hieäu  ( ño baèng % hoaëc khoâng coù ñôn vò ño) duøng ñeå ñaù nh giaù toån thaá t naên g löôïng trong quùa trình maùy trao ñoåi naê ng löôïng vôùi doøng moâ i chaá t. Töø coâng thöùc (1.7) vaø (1.8) ta coù : N tl B  (1.9) N N Ñ  (1.10) N tl Trong ñieàu kieän laøm vieä c, caùc hieä u suaát phuï thuoäc vaø o raá t nhieà u yeáu toá: loaï i maùy , kích thöôùc vaø caá u taïo cuûa maù y, loaï i moâ i chaá t chuyeån ñoäng trong maù y, cheá ñoä laøm vieäc cuû a maùy, caùc ñaë c tính cuû a maï ng maø maùy laøm vieä c trong ñoù. Ñeå ñaùn h giaù hieäu naêng löôïng cuû a heä thoáng chung goàm coù maùy vaø ñoäng cô cuûa noù, ngöôø i ta coøn söû duïng hieäu suaá t cuûa heä thoáng ht: N tl  ht  N ÑÑ Trong ñoù NÑÑ – coâng suaá t ñieän ñeå khôû i ñoäng ñoäng cô. Ñeå tính hieä u suaát chung cuû a maùy thuyû löï c, ngöôø i ta ñaùn h giaù thoâng qua caùc daïng toå n thaát. Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT I.Môû ñaàu Chöông TP. HCM 15 http://www.hcmute.edu.vn e- Toån thaát naêng löôï ng trong maùy thuyû löï c: coù 3 daïng  Toån thaá t coä t aùp cuû a doøng moâi chaá t chaûy qua maùy goïi laø toån thaá t thuyû löï c, ñöôï c ñaùn h giaù baèng hieä u suaá t thuyû löï c, coøn goïi laø hieäu suaá t coät aùp, kyù hieäu  H  Toån thaát do ma saù t cuû a caù c boä phaän cô khí trong maùy thuyû löïc goï i laø toån thaá t cô khí, ñöôïc ñaù nh giaù baè ng hieäu suaá t cô khí, kyù hieäu CK  Toån thaá t do roø ræ moâ i chaát laøm giaûm löu löôïng laøm vieä c cuû a maùy goïi laø toån thaát löu löôïng ñöôï c ñaùn h giaù baèn g hieäu suaá t löu löôïng, kyù hieäu Q Hieä u suaá t chung cuûa maùy thuyû löïc laø:  = H.Q.CK (1.11) BAØI TAÄP Baøi I-1 inh Moät maùy thuûy löï c (bôm nöôùc) tieâu hao coâng suaá t treân truïc Ho = N hi M C18,9 kW, hieäu suaá t cuû a P. maùy = 0,71. Xaù c ñònh caù c thoâng soá cuû a bôm: löu löôïng,thuat T. coä t aùp Ky Su ppham Bieá t aùp suaát dö taïi cöû a ra ncuûDHbôm 2  50,8m vaø ñoä chaân khoâng ôû cöû a vaø o g a uo © Tr  yr ight p CK Cop  3m , ñöôøng kính oán g huù t D1 = 100mm, ñöôøng kính oáng ñaåy D2 = 75mm,1 = 2 = 1 .  Hình 1.3 Giaûi: 1) Coâng thöùc tính coä t aù p: p 2  p1 v 2  v1 2 H  2 , boû qua ñoä cao hình hoï c theo ñeà baøi  2g p AK  p CK v 2  v 1 2 2 Hay H   2g Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT I.Môû ñaàu Chöông TP. HCM 16 http://www.hcmute.edu.vn Vaän toá c v 1 , v2 ñöôïc xaùc ñònh töø phöông trình lieân tuï c: Q = v1 S1 = v2 S2 Q 4Q Q 4Q Ta coù: v1   2 ; v2   2 S1 d 1 S 2 d 2 Thay caùc giaù trò vaøo ta ñöôï c phöông trình ñöôø ng ñaëc tính löôùi: p AK  p CK 16Q 2 16Q 2  16 16  H  2 4  2 4  53,8  Q 2   2.9,81. 2 .0,075 4  2.9,81. 2 .0,14    2g d 2 2g d 1   H  53,8  3437,3Q 2 QH 2) Coâng thöùc tính coâ ng suaá t tieâu hao treân truï c: N   N 18,9.10 3.0,71 1,379 Hay H   Q 9,81.10 3.Q Q h Min Keát hôïp 2 phöông trình coä t aù p, ta thu ñöôï c phöông trình baäc o theo 3 Chi löu löôïng Q: P. H th uat T hay 3437mQ y  53,8Q  1,379  0 1,379 53,8  3437,3Q 2  a ,3 K 3 u ph DH S Q g ruon thu T Giaû i phöông trình ta ght ©ñöôï c: Q = 0,025 m3 /s = 25 l/s yri Cop Vaäy coä t aùp seõ laø : H  53,8  3437,3. 0,025 2  55,95m Ñaùp soá : Q = 25 l/s ; H = 55,95 m Baøi I-2 Moät maùy bôm nöôù c tieâu hao coâng suaát treân truï c N = 5,5 kW. Tính caùc thoâng soá : coä t p aùp, löu löôïng vaø hieäu suaá t cuû a bôm. Bieá t aù p suaát dö ôû cöû a ra cuûa bôm 2  20m (coä t nöôùc)  p vaø aùp suaát chaân khoâng taïi cöû a vaøo cuû a bôm CK  4m , toác ñoä trong ñöôøng oáng ñaåy v = 4  m/s, ñöôøn g kính oá ng ñaåy d2 = 75mm, ñöôøng kính oáng huùt d 1 = 100mm. Hình 1.4 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT I.Môû ñaàu Chöông TP. HCM 17 http://www.hcmute.edu.vn Ñaùp soá : Q = 17,65 l/s ; H = 24,56m ; N = 4,24kW ;  = 0,75 Baøi I-3 Hñ p Moät maùy bôm nöôùc coù tyû soá  0,01475 coù aù p suaá t ra 2  60m ; aùp suaát vaø o Ht  p CK1  3m ñöôøng kính oáng huùt D1 = 200mm, ñöôøng kính oáng ñaåy D2 = 150mm.  Xaù c ñònh caùc thoâng soá cuû a bôm: H, Q, N. Bieá t hieäu suaá t  = 76% vaø z1-2 = 0. Ñaùp soá : H = 64m ; Q = 92 l/s ; N = 76kW Baøi I- 4 Moät bôm nöôù c ñaë t caùch beå huùt A vôùi ñoä cao huùt zh = 1,36m. Heä soá toån thaá t trong ñöôøng oá ng huù t  = 4. Tính caùc thoâng soá cuû a bôm: löu löôïng , coä t aùp vaø coâng suaá t treânhi Minh t aùp suaá t dö ôû truïc. Bieá p P. Ho C cöû a ra cuû a bôm 2  81,86m vaø chaân khoâ ng ôû cöû a vaøothuat T CK  4 m ;ñöôøng kính oáng huùt bôm H y am K  phbôm  = 76%. H u vaø ñaåy D1 = 300mm, D2 = 200mm; hieä u suaá tScuûa uo ng D © Tr yr ight Cop Hình 1.5 Ñaùp soá : Q = 820 m3 /h ; H = 88m ; N = 259 kW. Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT II.Khaùi nieäm chung veà bôm Chöông TP. HCM 18 http://www.hcmute.edu.vn CHÖÔNG II : KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ BÔM 2.1- ÑÒNH NGHÓA VAØ PHAÂN LOAÏI 2.1.1- Ñònh nghóa Bôm laø maùy ñeå taïo ra doøng chaát loû ng. Hay noùi caùch khaù c, bôm laø maùy duøng ñeå di chuyeån chaá t loûng vaø taêng naêng löôïng cuû a doøng chaá t loûng. Khi bôm laøm vieä c naên g löôïng maø bôm nhaä n ñöôï c töø ñoäng cô seõ chuyeån hoaù thaønh theá naêng, ñoäng naêng vaø trong moä t chöøng möïc nhaá t ñònh thaønh nhieä t naêng cuû a doøng chaá t loûng. Vaäy bôm laø loaïi maùy thuyû löï c duøng ñeå bieán ñoåi cô naên g cuû a ñoäng cô thaøn h naên g löôïng ñeå vaä n chuyeån chaát loûng hoaë c taïo neân aùp suaát caàn thieá t trong heä thoáng truyeà n daãn thuyû löï c. h 2.1.2- Phaïm vi söû duïn g Min Chi Bôm ñöôïc söû duïng roäng raõ i trong nhieà u laõnh vöïc: uat T P. Ho y th am K thieáu ñeå thöï c hieän thuyû lôïi hoaù chaê n  u ph Trong noâng nghieäp:bôm laø thieát bò khoân g theå g DH S ruon nuoâi troàng troït. h t©T Trong coâ ng nghieäp : g yri bôm ñöôï c söû duïng trong caù c coâng trình khai thaù c moû, quaë ng daà u Cop  hay caùc coâ ng trình xaây döïng.  Hieä n nay trong kyõ thuaä t vaän chuyeån , phaùt trieån xu höôùn g duø ng bôm vaø ñöôøng oáng daã n ñeå vaän chuyeån caùc saûn phaåm cuû a ngaønh khai thaù c moû ( quaëng daàu), hoaù chaá t, nguyeâ n vaä t lieä u xaây döïn g, … vaø ñoù laø phöông tieän vaä n chuyeån thuaä n lôïi vaø kinh teá.  Trong ngaø nh cheá taïo maùy , bôm ñöôï c söû duïng phoå bieá n, noù laø moät trong nhöõ ng boä phaän chuû yeáu cuû a heä thoáng ñieàu khieån vaø truyeàn ñoäng thuyû löï c trong maùy. 2.1.3- Phaân loaïi a. Theo nguyeân lyù laøm vieä c vaø caáu taïo cuûa bôm (töông töï nhö phaân loaï i ôû treân) b. Theo coâng duïng:  Bôm caáp nöôùc noài hôi ( trong caù c nhaø maùy nhieät ñieän)  Bôm daà u ( trong caùc heä thoáng truyeàn ñoän g thuyû löï c)  Bôm nhieân lieäu  Bôm cöù u hoaû  Bôm hoaù chaá t… c. Theo phaï m vi coät aùp vaø löu löôïng söû duïng: Ngöôøi ta chia bôm thaø nh caù c loaï i: bôm coù coä t aùp cao, trung bình hoaë c thaáp ; bôm coù löu löôïng lôùn, trung bình hoaëc nhoû. Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT II.Khaùi nieäm chung veà bôm Chöông TP. HCM 19 http://www.hcmute.edu.vn Trong kyõ thuaä t coù 3 loaï i bôm ñöôïc söû duïng roäng raõ i laø bôm ly taâm, bôm höôùng truïc vaø bôm piston. Bieå u ñoà phaân boá phaïm vi söû duïng cuû a caùc loaï i bôm thoâng duïng treân ñöôïc theå hieän treân hình 2.1 H,m 10000 Bôm piston 1000 Bôm ly taâm 100 10 h Mn Bôm höôùng truï c i Chi P. Ho 1 uat T 10 100 m K1000 y th 10000 Q, m3 /h h a Su p DH cuûa caùc loaï i bôm thoâng duïng Hình g 2.1 – Phaïm vi uonduïn g r söû gh t©T 2..2 - CAÙC THOÂNyri LAØM VIEÄC CÔ BAÛN CopG SOÁ P4 4 4 Beå chöùa zñ oáng ñaåy z K2 3 3 AK y CK Ñoäng cô K1 2 oáng huùt zh p1= pa Bôm 1 1 Beå huù t Hình 2.2 – Sô ñoà heä thoáng bôm Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT II.Khaùi nieäm chung veà bôm Chöông TP. HCM 20 http://www.hcmute.edu.vn Bôm bao giôø cuõng laøm vieä c trong moä t heä thoáng ñöôøng oáng. Ñeå bieát roõ coâng duï ng, quaù trình laøm vieä c vaø caùc thoâng soá cô baû n cuûa bôm, ta nghieân cöùu sô ñoà thieá t bò cuû a moä t bôm laøm vieä c trong heä thoáng ñôn giaûn treân hình 2.2 Khi bôm laøm vieäc, chaát loûng töø beå huùt qua löôùi chaé n raù c theo oáng huùt ñi vaøo bôm. Sau khi qua bôm, chaát loû ng ñöôïc bôm caáp cho naêng löôïng chaûy vaø o oáng ñaåy ñeå leân beå chöùa. Töø beå chöùa chaá t loûng ñöôï c phaân phoái veà caùc nôi tieâ u thuï. Trong heä thoáng truyeàn ñoäng thuyû löïc, chaát loûng sau khi ra khoûi bôm coù aùp suaá t cao, qua boä phaä n phaân phoái ñi vaø o ñoä ng cô thuyû löï c ñeå thöïc hieän caù c chuyeån ñoä ng cuû a nhöõn g cô caáu laøm vieä c. Bôm coù 5 thoâng soá laøm vieä c cô baû n: löu löôïng Q, coät aù p H, coâng suaát N, hieäu suaá t  vaø coä t aù p huù t cho pheùp [HCK]. Ta seõ laà n löôït nghieâ n cöùu caù c thoâng soá naøy . 2.2.1- Löu löôïng Laø löôïng chaá t loûng maø bôm vaän chuyeån ñöôï c trong moät ñôn vò thôøMinh i gian. o Chi Tuyø thuoäc ñôn vò ño coù 3 loaï i löu löôïng: löu löôïng theå TP. HQ coù ñôn vò ño laø m3 /s, l/s, uat tích y th am K m3/h…; löu löôïng khoái löôïng M coù ñôn vò ño laø kg/s, kg/h, g/s…; löu löôïng troïng löôïng G coù u ph ñôn vò ño laø N/s, N/h, kG/s,… g DH S ruon Löu löôïng cuû a bômigñöôï©cTxaù c ñònh baèng caùc duïng cuï ño trung bình laép treân oáng ñaå y h t yr nhö oáng Venturi, löu op ng keá kieåu maøn g chaén hoaë c caùc duïng cuï ño trung bình baèng thuøng C löôï löôøng hoaë c caân ñaët ôû cuoá i oáng ñaåy . Caù c loaï i duïng cuï ño naøy chæ xaù c ñònh ñöôï c giaù trò trung bình cuû a löu löôïng trong moä t ñôn vò thôøi gian naø o ñoù. 2.2.2- Coät aùp: kyù hieäu H (m) Laø naên g löôïng ñôn vò maø bôm truyeà n ñöôï c cho chaát loûng. Töø sô ñoà heä thoáng laøm vieä c cuû a bôm (hình 2.2), ta coù: H = era - evaøo = e3 - e2  p v2   p v2  H  zh  y  3  3    zh  2  2     2g      2g  p3  p 2 v 2  v2 H y  3 2 (2.1)  2g Trong ñoù : p 2, p3 – laø caù c aù p suaá t tuyeä t ñoái p 2  p a  p CK ; p 3  p a  p AK pCK, pAK – laø trò soá aùp suaát ñoïc ñöôï c treân chaân khoâng keá vaø aùp keá. Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT II.Khaùi nieäm chung veà bôm Chöông TP. HCM 21 http://www.hcmute.edu.vn p 3  p 2 p AK  p CK Do ñoù:    Coâng thöùc tính coä t aù p cuû a bôm seõ thaønh: p AK  p CK v 3  v 2 2 2 H y  (2.2)  2g Trong heä thoáng bôm ta laáy heä soá hieäu chænh ñoäng naên g  = 1 vì doøng chaûy trong heä thoáng bôm coù tieá t dieän oá ng nhoû vaø vaä n toác nöôù c lôùn ngöôø i ta thöôøng coi laø doøng chaûy roái vaø ñöôïc goïi laø doøng chaûy roá i kích thöôùc beù. Neáu ñöôøn g kính oáng huùt vaø ñöôøng kính oáng ñaåy baèn g nhau vaø khoâ ng trích löu löôïng treân ñöôøng oán g ñaåy thì v2 = v3 vaø khoaûng caùch y coù theå boû qua ( y  0 ) thì trò soá coä t aùp coù theå xaù c ñònh baè ng caù c trò soá ñoïc ñöôï c cuû a aùp keá vaø chaâ n khoâ ng keá laép ôû mieäng vaøo vaø ra cuû a bôm: h Min Chi p  p CK H  AK Ho (2.3) TP. huat  Ky t Khi khoâng coù caù c soá lieäu ño ñöôïc cuï u phama bôm ñang laøm vieä c nhö pCK, pAK … maø theå cuû HS Dlaøm vieä c nhö p1 , p4 , z … ta coù theå tính coä t aùp yeâu thoá g chæ coù caùc soá lieäu yeâu caà u cuû a heä uonng Tr t © g löôïng ôû beå huù t vaø beå chöùa nhö sau: caà u cuûa bôm theo caùc giaù righ n trò naê y Cop Vieá t phöông trình naêng löôïng Bernoulli cho maët caét (1-1) vaø (2-2): 2 p1 v1 p v2   z h  2  2  h wh (2.4)  2g  2g 2 p 2 p1 v 1  v2  Hay     z h  2  h wh    (2.5)   2g  2g  hwh – toång toå n thaá t naên g löôïng ôû oáng huùt. Töø ñaây ta thaáy, neáu p1 = pa vaø v 1 nhoû thì aùp suaát ôû mieäng vaøo cuû a bôm p2 < pa töù c laø p2 phaû i ñöôïc ño baèng chaân khoâng keá. Phöông trình naêng löôïng Bernoulli cho maë t caét (1-1) vaø (2-2) coøn ñöôïc vieá t ñôn giaû n laø : e 1  e 2  h wh hay e 2  e 1  h wh Töông töï ta vieát phöông trình naêng löôïng Bernoulli cho maë t caét (3-3) vaø (4-4): 2 p3 v3 p v2   z d  4  4  h wd (2.6)  2g  2g p3 p 4 v 2  v2  Hay   3   z d  4  h wd    (2.7)   2g  2g  hwñ – toång toå n thaá t naên g löôïng ôû oáng ñaåy. Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT II.Khaùi nieäm chung veà bôm Chöông TP. HCM 22 http://www.hcmute.edu.vn v2 3  v2  Ta thaáy, thöôøng nhoû hôn  z d  4  h wd  raát nhieà u neân p3 > p4 ; neáu p4 = pa thì   2g  2g  p3 > pa töù c laø aùp suaát ôû mieäng ra cuû a bôm phaû i ñöôïc ño baèng aùp keá. Phöông trình naêng löôïng Bernoulli cho maë t caét (3-3) vaø (4-4) coøn ñöôïc vieá t ñôn giaû n laø : e 3  e 4  h wd Thay e2 vaø e3 vaøo phöông trình coät aùp , ta coù : H  e 3  e 2  e 4  h wd   e 1  h wh   e 4  e1  h wh  h wd  e 4  e 1  h w p 4  p1 v 2  v 1 2 Hay H  z 4  z1   4  hw  2g p 4  p 1 v 2  v1 2 h Hz  4  hw Min (2.8) 2g Chi P. Ho  uat T hw = hwh + hwñ – toå ng toån thaá t naê ng löôïng trong y th ng. am K heä thoá u h Scaàp cuû a bôm duøng ñeå khaéc phuï c: Töø coâng thöùc (2.4) ta thaáy coä t ng DHu u aùp yeâ © Truo cao t  Cheânh leä ch ñoä yrighhình hoïc giöõ a maë t thoaùng beå chöùa vaø beå huùt, coøn goïi laø ñoä cao C op daâng z p 4  p1  Ñoä cheânh aùp suaát treân maët thoaùn g beå chöùa vaø beå huùt  v2  v1 4 2  Ñoä cheânh ñoäng naên g giöõ a beå chöùa vaø beå huùt 2g  Toån thaá t naêng löôïng trong heä thoáng ñöôøng oáng hw. Coät aùp cuû a bôm laøm vieä c trong moät heä thoáng cuõ ng chính laø coä t aùp cuû a heä thoáng. p 4  p1 Caù c thaønh phaàn z vaø laø nhöõn g ñaï i löôïng khoân g thay ñoåi ñoái vôùi moät heä thoáng  cho tröôùc, do ñoù: p 4  p1 Ht  z  goïi laø coät aùp tónh cuûa heä thoáng (2.9)  v 4  v12 2 Coøn caù c soá haï ng vaø hw laø nhöõ ng ñaï i löôïng thay ñoåi theo löu löôïng cuû a heä 2g thoáng, töù c laø phuï thuoä c vaän toá c doøng chaá t loûng trong oáng, do ñoù : v 2  v1 4 2 Hd   hw - goïi laø coät aùp ñoäng cuûa heä thoán g (2.10) 2g Vaäy : H = Ht + Hñ (2.11) Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn