1
LÅÌI NOÏI ÂÁÖU
Giaïo trçnh män hoüc " Maïy båm vaì Traûm båm " âæåüc biãn soaûn nhàòm phuûc vuû cho
nhu cáöu hoüc táûp cuía sinh viãn ngaình Xáy dæûng Thuíy låüi - Thuíy âiãûn cuía Træåìng Âaûi
hoüc Kyî thuáût Âaì Nàông.
Näüi dung cuía giaïo trçnh âæåüc biãn soaûn dæûa trãn cå såí "Âãö cæång män hoüc Maïy båm
vaì Traûm båm " âaî âæåüc nhaì træåìng phã duyãût, näüi dung 75 tiãút baìi giaíng lyï thuyãút ( 5
hoüc trçnh ), bao gäöm 13 chæång trong hai pháön: Maïy båm vaì Traûm båm. Khi biãn soaûn
giaïo trçnh naìy, træåïc tiãn chuïng täi cäú gàõng theo saït näüi dung cuía âãö cæång âaî âæåüc
duyãût âãø sinh viãn dãù âäúi chiãúu giæîa baìi giaíng vaì giaïo trçnh khi hoüc vaì coï âæa thãm mäüt
säú váún âãö maïy båm vaì traûm båm coï liãn quan, bäø sung nhiãöu hçnh veî våïi mong muäún
laìm cho sinh viãn dãù hçnh dung hån vãö maïy båm vaì traûm båm.
Våïi mong muäún coï mäüt taìi liãûu chênh thæïc viãút riãng cho sinh viãn ngaình Thuíy låüi -
Thuíy âiãûn cuía træåìng ÂHKTÂN hoüc vaì tham khaío, chuïng täi âaî maûnh daûng biãn soaûn
giaïo trçnh naìy. Chàõc ràòng coìn nhiãöu haûn chãú nhæng dáùu sao váùn laì viãûc nãn laìm. Mong
âæåüc âäöng nghiãûp vaì anh chë em sinh viãn goïp yï âãø giaïo trçnh ngaìy mäüt täút hån lãn.
Taïc giaí xin chán thaình caím ån caïc baûn âäöng nghiãûp trong nhoïm Thuíy âiãûn - Traûm
båm vaì Khoa Xáy dæûng Thuíy Låüi - Thuíy Âiãûn âaî âoïng goïp yï kiãún trong quaï trçnh biãn
soaûn vaì phã duyãût Giaïo trçnh naìy. Xin caím ån mäüt säú anh em giaïo viãn trong træåìng âaî
giuïp âåî thãm taìi liãûu vãö Maïy båm vaì Âäüng cå âiãûn cho chuïng täi khi viãút giaïo trçnh.
Taïc giaí.
2
TOÏM LÆÅÜC VÃÖ LËCH SÆÍ PHAÏT TRIÃØN VAÌ SÆÍ DUÛNG MAÏY BÅM CÁÚP VAÌ THAÏO NÆÅÏC
Ngay tæì thåìi cäø xæa, do âiãöu kiãûn saín xuáút vaì âåìi säúng âoìi hoíi, con ngæåìi âaî biãút
duìng nhæîng cäng cuû thä så nhæ cooüng quay, xe âaûp næåïc ..v.v.. âãø âæa næåïc lãn caïc thæía
ruäüng coï âäü cao chãnh lãûch. Nhæîng cäng cuû náöy váûn chuyãøn cháút loíng dæåïi aïp suáút khê
quyãøn. Sau âoï ngæåìi ta âaî biãút duìng nhæîng pitäng âån giaín nhæ äúng thuût laìm bàòng tre
gäù âãø chuyãøn næåïc dæåïi aïp suáút dæ ...Caïc maïy båm thä så hoaût âäüng dæåïi taïc âäüng cuía
sæïc ngæåìi vaì sæïc keïo cuía âäüng váût do váûy nàng læûc båm khäng cao, hiãûu suáút tháúp.
Vaìo thãú kyí mäüt, hai træåïc cäng nguyãn, ngæåìi Hy laûp âaî saïng chãú ra pitäng bàòng gäù.
Tåïi thãú kyí 15, nhaì baïc hoüc ngæåìi YÏ laì D. Franxi âaî âæa ra nhæîng khaïi niãûm vãö båm li
tám. Sang thãú kyî 16 laûi xuáút hiãûn loaûi maïy båm rä to måïi. Cho âãún thãú kyí17, mäüt nhaì
váût lyï ngæåìi Phaïp aïp duûng nhæîng nghiãn cæïu cuía D. Franxi chãú taûo ra âæåüc mäüt maïy
båm li tám âáöu tiãn. Tuy nhiãn do chæa coï nhæîng âäüng cå coï voìng quay låïn keïo maïy
båm, nãn nàng læûc båm nhoí, do váûy loaûi båm li tám váùn chæa âæåüc phaït triãùn, luïc baïy
giåì båm räto chiãúm æu thãú trong caïc loaûi båm.
Âãún thãú kyí18, hai viãûn syî Nga la:ì Euler âaî âãö xuáút nhæîng váún âãö lyï luáûn coï liãn quan
âãún maïy thuíy læûc vaì Zucäpsky âãö xuáút lyï luáûn vãö cå hoüc cháút loíng, kãø tæì âoï viãûc nghiãn
cæïu vaì chãú taûo maïy båm måïi coï cå såí væîng chàõc. Thåìi kyì naìy maïy håi næåïc ra âåìi tàng
thãm khaí nàng keïo maïy båm. Âáöu thãú kyî 20 caïc âäüng cå coï säú voìng quay nhanh ra âåìi
thç maïy båm li tám caìng âæåüc phäø biãún räüng raîi vaì coï hiãûu suáút cao, nàng læûc båm låïn
Ngaìy nay maïy båm âæåüc duìng ráút räüng raîi trong âåìi säúng vaì caïc ngaình kinh tãú quäúc
dán. Trong cäng nghiãûp, maïy båm âæåüc duìng âãø cung cáúp næåïc cho caïc loì cao, háöm moí,
nhaì maïy... båm dáöu trong cäng nghiãûp khai taïc dáöu moí...Trong kyî nghãû chãú taûo maïy
bay, trong nhaì maïy âiãûn nguyãn tæí ... âãöu duìng maïy båm. Trong näng nghiãûp, maïy båm
duìng âãø båm næåïc tæåïi vaì tiãu uïng. Trong âåìi säúng maïy båm duìng cáúp næåïc saûch cho
nhu cáöu àn uäúng cuía con ngæåìi, gia suïc ...
Hiãûn nay âaî ra âåìi cuía nhæîng maïy båm ráút hiãûn âaûi, coï khaí nàng båm haìng vaûn m3
cháút loíng trong mäüt giåì vaì cäng suáút âäüng cå tiãu thuû tåïi haìng nghçn kW. ÅÍ Nga âaî chãú
taûo âæåüc nhæîng maïy båm coï læu læåüng Q = 40 m3/s, cäng suáút âäüng cå N = 14.300 kW
vaì coï dæû aïn chãú taûo âäüng cå âiãûn keïo maïy båm våïi cäng suáút N = 200.000 kW.
ÅÍ næåïc ta, tæì thåìi Phaïp thuäüc âaî xáy dæûng mäüt säú traûm båm tæåïi nhoí, låïn nháút laì
traûm båm åí Sån La coï nàng suáút 38.000 m3/h, læu læåüng mäùi maïy båm Q = 3 m3/s. Sau
ngaìy miãön Bàõc giaíi phoïng haìng loaût caïc traûm båm låïn nhoí âaî âæåüc xáy dæûng, trong âoï
caïc traûm båm låïn chuí yãúu phuûc vuû cho tæåïi tiãu. Chuïng ta âaî xáy âæåüc nhæîng traûm båm
låïn coï nàng læûc båm tæì 65.000 âãún 209.000 m3/h nhæ Trënh Xaï, Linh Caím, Cäø Âam,
Cäúc Thaình, Hæîu Bë ..., læu læåüng mäùi maïy båm âaî làõp âàût âaût âãún 8,3 m3/s. Chuïng ta âaî
coï mäüt säú nhaì maïy chãú taûo båm nhæ: Cäng ty chãú taûo båm Haíi Dæång, Cäng ty cå khê
âiãûn thuíy låüi, Nhaì maïy cå khê Duyãn Haíi ... saín xuáút maïy båm phuûc vuû cho âáút næåïc.
Trong sæû nghiãûp xáy dæûng âáút næåïc phäön vinh, viãûc chãú taûo caïc maïy båm vaì xáy
dæûng caïc traûm båm åí næåïc ta seî ngaìy caìng thu âæåüc nhæîng thaình tæûu to låïn hån.
3
Chæång I. KHAÏI NIÃÛM CHUNG VÃÖ MAÏY BÅM VAÌ TRAÛM BÅM
A. KHAÏI NIÃÛM VÃÖ MAÏY BÅM, PHÁN LOAÛI MAÏY BÅM
Maïy båm laì mäüt loaûi maïy thuíy læûc, nháûn nàng læåüng tæì bãn ngoaìi ( cå nàng, âiãûn
nàng, thuíy nàng ..vv.. ) vaì truyãön nàng læåüng cho doìng cháút loíng, nhåì váûy âæa cháút loíng
lãn mäüt âäü cao nháút âënh hoàûc dëch chuyãøn cháút loíng theo hãû thäúng âæåìng äúng.
Ngæåìi ta chia maïy båm ra nhiãöu loaûi dæûa vaìo nhæîng âàûc âiãøm nhæ: nguyãn lyï taïc
âäüng cuía caïnh båm vaìo doìng næåïc, daûng nàng læåüng laìm chaûy maïy båm, kãút cáúu maïy
båm, muûc âêch båm, loaûi cháút loíng cáön båm ... Trong âoï thæåìng duìng âàûc âiãøm thæï nháút
âãø phán loaûi maïy båm; theo âàûc âiãøm naìy maïy båm âæåüc chia laìm hai nhoïm: Båm âäüng
hoüc vaì Båm thãø têch.
Båm âäüng hoüc: Trong buäöng cäng taïc cuía maïy båm âäüng hoüc, cháút loíng âæåüc nháûn
nàng læåüng liãn tuûc tæì caïnh båm truyãön cho noï suäút tæì cæía vaìo âãún cæía ra cuía båm. Loaûi
maïy båm naìy gäöm coï nhæîng båm sau :
Båm caïnh quaût ( gäöm båm: li tám, hæåïng truûc, caïnh cheïo ): Trong loaûi maïy båm naìy,
caïc caïnh quaût gàõn trãn baïnh xe cäng taïc ( BXCT ) seî truyãön træûc tiãúp nàng læåüng lãn
cháút loíng âãø âáøy cháút loíng dëch chuyãøn. Loaûi båm naìy thæåìng coï læu læåüng låïn, cäüt aïp
tháúp ( trong båm næåïc goüi cuû thãø laì cäüt næåïc ) vaì hiãûu suáút tæång âäúi cao, do váûy thæåìng
âæåüc duìng trong näng nghiãûp vaì caïc ngaình cáúp næåïc khaïc;
Båm xoàõn: Cháút loíng qua caïc raînh BXCT cuía maïy båm seî nháûn âæåüc nàng læåüng âãø
taûo doìng chaíy xoàõn vaì âæåüc âáøy khoíi cæía ra BXCT. Ngæåìi ta duìng maïy båm naìy chuí
yãúu trong cäng taïc huït næåïc häú tháúm, tiãu næåïc, cæïu hoía... ;
Båm tia: Duìng mäüt doìng tia cháút loíng hoàûc doìng khê bãn ngoaìi coï âäüng nàng låïn
phun vaìo buäöng cäng taïc cuía båm nhåì váûy huït vaì âáøy cháút loíng. Loaûi båm naìy båm
âæåüc læu læåüng nhoí, thæåìng âæåüc duìng âãø huït næåïc giãúng vaì duìng trong thi cäng;
Båm rung: Cå cáúu cäng taïc cuía båm naìy laì pêt täng-van giao âäüng qua laûi våïi táöng
säú cao gáy nãn taïc âäüng rung cå hoüc lãn doìng cháút loíng âãø huït âáøy cháút loíng. Loaûi båm
naìy coï læu læåüng nhoí, thæåìng âæåüc duìng båm næåïc giãúng vaì giãúng moí;
Båm khi khê eïp: Loaûi båm naìy nhåì taûo häùn håüp khê vaì næåïc coï troüng læåüng riãng nhoí
hån troüng læåüng riãng cuía næåïc âãø dáng næåïc cáön båm lãn cao. Loaûi båm naìy thæåìng
duìng âãø huït næåïc báøn hoàûc næåïc giãúng;
Båm næåïc va ( båm Taran ): Låüi duûng hiãûn tæåüng næåïc va thuíy læûc âãø âæa næåïc lãn
cao. Loaûi båm naìy båm âæåüc læu læåüng nhoí, thæåìng âæåüc duìng cáúp næoïc cho vuìng näng
thän miãön nuïi.
Båm thãø têch: Nguyãn lyï laìm viãûc cuía loaûi båm naìy laì thay âäøi coï chu kyì thãø têch
cuía buäöng cäng taïc truyãön aïp læûc huït âáøy cháút loíng. Båm naìy coï nhæîng loaûi sau:
Båm pêt täng: Pêt täng chuyãøn âäüng tënh tiãún qua laûi coï chu kyì trong buäöng cäng taïc
âãø huït vaì âáøy cháút loíng. Loaûi båm naìy taûo âæåüc cäüt aïp cao, læu læåüng nhoí nãn trong
näng nghiãûp êt duìng, thæåìng âæåüc duìng trong maïy moïc cäng nghiãûp;
4
Båm rä to: Duìng cå cáúu baïnh ràng hoàûc baïnh vêt, caïnh træåüt âàût åí chu vi pháön quay
cuía båm âãø âáøy cháút loíng. Båm naìy gäöm coï: båm ràng khêa, båm pêt täng quay, båm
táúm træåüt, båm vêt, båm pêt täng quay, båm chán khäng voìng næåïc ... Båm rä to coï læu
læång nhoí thæåìng âæåüc duìng trong cäng nghiãûp;
Ngoaìi ra coìn coï ráút nhiãöu loaûi båm âäüng hoüc vaì båm thãø têch khaïc âæåüc sæí duûng
trong thæûc tãú saín xuáút vaì âåìi säúng, sinh viãn coï thãø tham khaío trong caïc taìi liãûu vãö maïy
båm âæåüc xuáút baín trong vaì ngoaìi næåïc. Trong giaïo trçnh naìy chuïng ta chè nghiãn cæïu
loaûi maïy båm âæåüc duìng phäø biãún cho båm næåïc tæåïi tiãu trong thuíy låüi, âoï laì caïc loaûi
maïy båm caïnh quaût coìn caïc båm khaïc xin xem bäø sung åí chæång VII .
B. CAÏC THÄNG SÄÚ NÀNG LÆÅÜNG CHÊNH VAÌ VUÌNG SÆÍ DUÛNG BÅM
Thäng säú nàng læåüng chênh cuía maïy båm laì nhæîng säú liãûu chuí yãúu biãøu thë âàûc tênh
cå baín cuía maïy båm bao gäöm: læu læåüng Q, cäüt næåïc H, cäng suáút N, säú voìng quay n vaì
âäü cao huït næåïc cho pheïp hs... Nhæîng thäng säú naìy nhaì maïy chãú taûo båm âaî ghi sàôn trãn
nhaîn hiãûu maïy. Sau âáy laì nhæîng thäng säú chênh:
I. Læu læåüng Q
Læu læåüng laì thãø têch khäúi cháút loíng âæåüc maïy båm båm lãn trong mäüt âån vë thåìi
gian Q ( l/s, m3/s, m3/ h ). Thãø têch coï thãø laì m3 hoàûc lit, coìn thåìi gian coï thãø tênh laì giáy
-thæåìng âäúi våïi maïy båm låïn, hoàûc giåì - thæåìng duìng âäúi âäúi våïi maïy båm nhoí hoàûc
thæåìng duìng læu læåüng cho toaìn traûm.
II. Cäüt næåïc H
Cäüt næåïc laì nàng læåüng maì maïy båm truyãön cho mäüt âån vë khäúi læåüng cháút loíng qua
noï. Nàng læåüng âoï bàòng hiãûu säú nàng læåüng âån vë cuía cháút loíng åí cæía ra vaì cæía vaìo cuía
båm:
H =
21 2
21
2
2
pp vv
gZ
−÷−÷
γ∆ ( 1 - 1 )
Trong ( 1-1): p1, p2 - aïp suáút tuyãût âäúi åí caïc âiãøm âàût thiãút bë âo;
5
v1, v2 - täúc âäü næåïc trong äúng huït vaì äúng âáøy;
∆Z = Zm - Zb, khi Zm cao hån Zb thç ∆Z > 0, ngæåüc laûi thç ∆Z < 0.
Thiãút bë âo chán khäng chè ra âäü cao chán khäng Hck åí äúng huït, båíi váûy trë säú cuía noï laì :
Hck = a
pp
γγ
−1 hoàûc 1
p
γ = a
p
γ−Hck ;
Thiãút bë âo aïp læûc chè ra aïp læûc dæ trong äúng âáøy:
Hak = 2
pa
p
γγ
− hoàûc 2
p
γ= Hak +a
p
γ.
Âàût caïc giaï trë trãn vaìo cäng thæïc ( 1 - 1 ) ta coï :
H = Hak + Hck + ∆Z + 2
21
2
2
vv
g
− ( 1 - 2 )
Cáön hiãøu ràòng khi âàût aïp kãú tháúp hån chán khäng kãú thç giaï trë ∆h seî ám. Täøng ba
thaình pháön Hak + Hck ± ∆Z = HM âoüc âæåüc tæì aïp kãú, chán khäng kãú, biãøu thë bàòng meït
cäüt næåïc vaì khoaíng caïch thàóng âæïng giæîa caïc âiãøm âàût duûng cuû âo, HM âæåüc goüi laì "cäüt
næåïc aïp kãú cuía maïy båm ". Täøng cäüt næåïc maì maïy båm cáön phaíi saín ra seî laì:
H = HM + 2
21
2
2
vv
g
− ( 1 - 3 )
Trong træåìng håüp äúng huït vaì äúng âáøy coï cuìng âæåìng kênh, nãn v1 = v2, thç cäüt næåïc
toaìn pháön cuía båm bàòng cäüt næåïc aïp kãú cuía båm. Nãúu aïp suáút trãn bãö màût cháút loíng åí
hai bãø laì khaïc nhau thç maïy båm cáön phaíi khàõc phuûc hiãûu säú aïp suáút ∆p = p2 - p1 vaì caïc
täøn tháút thuíy læûc trãn 2 äúng, khi âoï täøng cäüt næåïc maïy båm cáön phaíi saín ra laì:
H = hh + hâ + htth + httâ + 21
pp
−
γ ( 1 - 4 )
III. Cäng suáút N
Trãn nhaîn hiãûu maïy båm thæåìng ghi cäng suáút truûc maïy båm. Âoï laì cäng suáút âäüng
cå truyãön cho truûc cuía maïy båm N :
N = 981,QH
η, ( KW ) ( 1 - 5 )
η laì hiãûu suáút cuía maïy båm.
Ngoaìi cäng suáút truûc maïy båm coìn coï cäng suáút thæûc tãú maïy båm truyãön cho cháút
loíng âãø náng mäüt læu læåüng Q(m3/s) lãn mäüt âäü cao H(m ) goüi laì cäng suáút hæîu êch Nhi :
Nhi = 9,81QH, ( KW ) ( 1 - 6 )
IV. Hiãûu suáút η ( % )
Maïy båm nháûn cäng suáút truûc do âäüng cå truyãön tåïi N nhæng mäüt pháön cäng suáút
naìy bë tiãu hao trong luïc maïy båm chuyãøn váûn, pháön coìn laûi måïi laì cäng suáút truyãön
træûc tiãúp cho cháút loíng. Váûy hiãûu suáút cuía båm :
η= hi
N
Nx100% ( 1 - 7 )
V.Voìng quay n ( v/p )
n laì säú voìng quay cuía maïy båm trong mäüt phuït ( v / p )