www.tainguyennuoc.vn
5
MAÙY BÔM VAØ TRAÏM BÔM
Chöông 1:
LYÙ THUYEÁT CÔ BAÛN VEÀ MAÙY BÔM
I- Nguyeân lyù cô baûn cuûa maùy bôm caáp nöôùc
Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy bôm caáp nöôùc laø döïa treân cô sôû huùt vaø ñaåy chaát loûng.
Bôm laø moät loaïi maùy coù theå bieán cô naêng nhaän ñöôïc töø ñoäng cô thaønh naêng löôïng
chuyeån ñoäng cuûa doøng chaát loûng.
Maùy bôm caàn nhieàu naêng löôïng nhaát trong caùc thieát bò cuûa heä thoáng caáp nöôùc, chi
phí quaûn lyù cho maùy bôm chieám tæ leä lôùn trong toång kinh phí cho vieäc vaän haønh moät
heä thoáng caáp nöôùc.
II- Ñònh luaät ñoàng daïng.
Söï chuyeån ñoäng cuûa chaát loûng treân baùnh xe coâng taùc (b.x.c.t) ôû trong buoàng bôm
cuûa maùy bôm khoâng nhöõng tuøy thuoäc vaøo hình daïng, kích thöôùc cuûa caùc boä phaän daãn
doøng, maø coøn phuï thuoäc vaøo ñoä nhaùm cuûa thaønh daãn , ñoä nhôùt cuûa baûn thaân chaát loûng
vaø ñoäng naêng truyeàn taûi leân chaát loûng.
Do vaäy ôû ñaây coù söï taùc ñoäng caû veà maët hình hoïc laãn ñoäng hoïc vaø ñoäng löïc hoïc.
A. Söï ñoàng daïng veà hình hoïc.
Laø söï tæ leä giöõa caùc kích thöôùc töông öùng cuûa 2 loaïi maùy bôm : maùy bôm maãu (thí
nghieäm) vaø maùy bôm thöïc teá.
TTTe
MMM
D B L
= = = i = Const (1.1)
D B L
Trong ñoù: DT, BT, LT - laø ñöôøng kính, beà roäng, chieàu daøi b.x.c.t maùy bôm thöïc
DM, BM, LM - laø ñöôøng kính, beà roäng, chieàu daøi b.x.c.t maùy bôm maãu
ie - laø heä soá tæ leä moät chieàu
B. Söï ñoàng daïng veà ñoäng hoïc.
Hai heä thoáng maùy bôm ñoàng daïng nhau neáu cheá ñoä chaûy cuûa chuùng nhö nhau.
Hay noùi caùch khaùc neáu caùc thoâng soá ñaëc tröng cho quaù trình chuyeån ñoäng nhö
Raynol, Frut, Strukhan cuûa hai heä thoáng maùy bôm nhö nhau thì chuùng ñoàng daïng
nhau veà ñoäng hoïc, nghóa laø:
ReT=ReM
FrT =FrM (1.2)
ShT =ShM
Trong ñoù:
Re - Heä soá Raynol ñaëc tröng cho söï ch/ñoäng cuûa nöôùc döôùi taùc duïng cuûa löïc nhôùt
Fr - Heä soá Frut ñaëc tröng cho söï ch/ñoäng cuûa nöôùc chòu taùc duïng cuûa troïng löïc laø chính.
Sh - Heä soá Strukhan ñaëc tröng cho söï ch/ñoäng cuûa nöôùc döôùi taùc duïng cuûa löïc quaùn tính.
www.tainguyennuoc.vn
6
C. Söï ñoàng daïng veà ñoäng löïc hoïc.
Ñoù laø tæ leä giöõa caùc löïc taùc duïng leân boä phaän töông öùng cuûa maùy bôm maãu vaø
maùy bôm thöïc.
- Quan heä veà aùp löïc:
2 2
2 2
T T T D n
M M M
H D n
= . = i .i (1.3)
H D n
- Quan heä veà löu löôïng:
3
3
T T T D n
M M M
Q D n
= . = i .i (1 .4)
Q D n
- Quan heä veà coâng suaát:
5 3
5 3
T T T D n
M M M
N D n
= . = i .i (1.5)
N D n
Trong ñoù:
T
D
M
D
i
- Heä soá tæ leä veà kích thöôùc moät chieàu (ñöôøng kính)
T
n
M
n
i
n
- Heä soá tæ leä veà soá voøng quay hay toác ñoä quay cuûa b.x.c.t
III- Heä soá tæ toác (soá voøng quay ñôn vò)
1. Ñònh nghóa :
Heä soá tæ toác (ns) cuûa baùnh xe coâng taùc laø soá voøng quay cuûa baùnh xe coâng taùc moâ
hình töông töï vôùi baùnh xe coâng taùc cuûa maùy bôm ta ñang xeùt nhöng vôùi baùnh xe moâ
hình ñoù coù : Löu löôïng laø Qs = 1 (m3/s) vaø Coät aùp laø Hs=1m
2. Coâng thöùc tính :
s34
n . Q
n = (1 .6 )
H
Trong ñoù:
n - laø soá voøng quay cuûa bôm ñang xeùt (v/ph)
Q - laø löu löôïng cuûa maùy bôm ñang xeùt öùng vôùi ñieåm laøm vieäc coù hieäu suaát lôùn
nhaát, ñôn vò (m3/s) . Neáu maùy bôm coù hai cöûa nöôùc vaøo:
2
b
Q
Q.
H - laø aùp löïc cuûa bôm ñang xeùt öùng vôùi ñieåm laøm vieäc coù hieäu suaát lôùn nhaát (m) .
Neáu maùy bôm coù nhieàu b.x.c.t thì
( )
b
H
H m
x
, vôùi x laø soá baùnh xe coâng taùc cuûa bôm
3. Caùc coâng thöùc töông ñöông :
Heä soá tyû toác ôû coâng thöùc (5) coù thöù nguyeân phuï thuoäc vaøo thöù nguyeân cuûa n, Q, H
Heä soá tyû toác khoâng coù thöù nguyeân kyù hieäu laø
/
s
n
cuõng laø moät ñaïi löôïng ñöôïc söû
duïng roäng raõi:
/
s34
333.n. Q
n = (1.7)
(g.H)
www.tainguyennuoc.vn
7
Trong ñoù : n - tính baèng (voøng/giaây), g- laø gia toác troïng tröôøng= 9,81m/s2
Neáu n - tính baèng (voøng/phuùt) thì:
/
s34
5,55.n. Q
n = (1.8)
(g.H )
Heä soá tæ toác laø moät thoâng soá toång hôïp ñaëc tröng cho baùnh xe coâng taùc cuûa maùy
bôm. Ngöôøi ta döïa vaøo ns ñeå coù theå xaùc ñònh ñöôïc ñaëc tính cuûa maùy bôm.
4. Caùc kieåu baùnh xe coâng taùc töông öùng vôùi heä soá Tyû toác nS
5. YÙ nghóa cuûa heä soá tyû toác
a) Töø coâng thöùc (6) nhaän thaáy:
- Maùy bôm coù trò soá ns nhoû thì löu löôïng nhoû vaø coät aùp lôùn
- Maùy bôm coù trò soá ns lôùn thì löu löôïng lôùn vaø coät aùp nhoû
- Maùy bôm coù löu löôïng vaø coät aùp bôm baèng nhau thì maùy bôm naøo coù trò soá ns lôùn
hôn seõ coù kích thöôùc nhoû hôn vaø chi phí seõ thaáp hôn
b) Töø baûng phaân loaïi nhaän thaáy:
- Neáu trò soá ns nhoû ñi thì chieàu roäng cuûa caùnh daãn vaø ñöôøng kính ngoaøi cuûa b.x.c.t
seõ heïp ñi vaø ngöôïc laïi
- Neáu trò soá ns lôùn hôn, kieåu bôm seõ chuyeån thaønh bôm coù kieåu höôùng truïc
- Heä soá tyû toác caøng cao caøng coù khaû naêng giaûm nhoû kích thöôùc maùy bôm vaø giaù
thaønh cheá taïo nhöng laïi daãn ñeán vieäc giaûm chieàu cao huùt cuûa maùy bôm.
c) Khi thay ñoåi ñöôøng kính b.x.c.t baèng caùch goït caàn löu yù:
- Khi cheá taïo b.x.c.t phaûi caân baèng khi quay. Vì vaäy b.x.c.t ñöôïc gia coâng laïi cuõng
phaûi ñaûm baûo yeâu caàu naøy.
ns
www.tainguyennuoc.vn
8
IV- Luaät quan heä töông töï trong moät bôm
Ngoaøi nhöõng öùng duïng neâu treân, luaät töông töï coøn ñöôïc öùng duïng trong thöïc teá söû
duïng bôm ly taâm ñeå nghieân cöùu quan heä töông töï trong moät maùy bôm.
Quan heä giöõa toác ñoä quay n (hoaëc D, ) vôùi caùc thoâng soá laøm vieäc khaùc cuûa maùy
bôm Q, H, N khi n (hoaëc D, ) thay ñoåi.
* Quan heä giöõa caùc thoâng soá Q, H, N .
Quan heä giöõa Q, H, N khi thay ñoåi caùc thoâng soá khaùc (n, D, ) ñöôïc theå hieän trong
baûng sau coøn goïi laø quan heä tyû leä trong moät bôm
Quan heä töông töï trong moät bôm ly taâm
Thoâng soá
Khi thay ñoåi n
Khi thay ñoåi D
Khi thay ñoåi
Khi thay ñoå n,D,
Q
1 1
Q n
=
Q n
2
1 1
Q D
=
Q D
1
Q = Q
2
1 1 1
Q n D
= .
Q n D
H
2
1 1
H n
=
H n
2
1 1
H D
=
H D
1 1
H P
=
H P
2 2
1 1 1 1
H n D P
= . .
H n D P
N
3
1 1
N n
=
N n
4
1 1
N D
=
N D
1 1
N P
N P
3 4
1 1 1 1
N n D P
= . .
N n D P
V- Ñöôøng bieåu dieãn cheá ñoä laøm vieäc töông töï
Töø caùc quan heä töông töï ôû baûng treân ta coù :
2
1 1
H Q
= (1.9)
H Q
hay : 1
2 2
1
HH
= = k = const (1.10)
Q Q
Khi bôm laøm vieäc ôû cheá ñoä töông töï thì hieäu
suaát coi nhö khoâng ñoåi neân ñöôøng bieåu dieãn caùc
ñieåm laøm vieäc ôû cheá ñoä laøm vieäc töông töï goïi
laø ñöôøng cuøng hieäu quaû.
Caùc ñieåm laøm vieäc ôû cheá doä töông töï
www.tainguyennuoc.vn
9
Chöông 2:
CAÙC THOÂNG SOÁ KYÕ THUAÄT CUÛA MAÙY BÔM
I- Löu löôïng
Ñònh nghóa : Löu löôïng cuûa maùy bôm caáp nöôùc laø löôïng chaát loûng do maùy bôm caáp
ñöôïc trong moät ñôn vò thôøi gian.
Kí hieäu laø : Q
Thöù nguyeân :
Ñôn vò theå tích
Töùc laø: (m3/h), (m3/s), (l/ph) hoaëc (l/s).
Ñôn vò thôøi gian
II- Coät aùp
Ñònh nghóa : Coät aùp cuûa maùy bôm laø ñoä gia taêng naêng löôïng maø moät ñôn vò troïng
löôïng chaát loûng nhaän ñöôïc töø khi vaøo cho ñeán khi ra khoûi maùy bôm.
Kyù hieäu : H
Thöù nguyeân : m
Coâng thöùc xaùc ñònh :
H = Er – Ev (2.1)
Theo ñònh nghóa ôû treân thì :
2
r r r
r r
P α .V
E = + + Z (2.2)
γ.g 2.g vaø 2
v v v
v v
P α .V
E = + + Z (2.3)
γ.g 2.g
Trong ñoù : Er, Ev - naêng löôïng ñôn vò cuûa chaát loûng khi ra vaø khi vaøo maùy bôm (m).
v ,
r - laø heä soá vaän toác doøng chaûy khi vaøo vaø khi ra khoûi maùy bôm
pr, Vr, Zr - laø aùp suaát, vaän toác vaø cao ñoä doøng chaûy khi ra khoûi maùy bôm.
pv, Vv, Zv - laø aùp suaát, vaän toác vaø cao ñoä doøng chaûy khi vaøo maùy bôm.
- laø khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng bôm (kg/m3)
g - laø gia toác troïng tröôøng (m/s2)
Nhö vaäy coät aùp cuûa bôm (bao goàm 2 thaønh phaàn : theá naêng vaø ñoäng naêng) seõ laø:
2 2
r v r r v v
r v
P - P α .V - α .V
H = + Z - Z + (2.4)
γ.g 2.g
Thaønh phaàn theá naêng goïi laø coät aùp tónh: Ht
r v
t r v
P - P
H = + Z - Z (2.5)
γ.g
Thaønh phaàn ñoäng naêng goïi laø coät aùp ñoäng: Hñ
2 2
r r v v
d
α .V - α .V
H = (2.6)
2.g
Coät aùp toaøn phaàn cuûa maùy bôm laø :
H = Ht + Hñ (m) (2.7)
Sô ñoà xaùc ñònh coät aùp cuûa bôm