ngtnhđượchoànthànhti: BmônVậtlý Tin hc
Viện Vật Kỹ thut, Tờng Đại hc Bách khoa N
B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HC BÁCH KHOA HÀ NI
NGUYỄN MINH TUN
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC
VÀ KẾT CẤU CỦA BỘ PHẬN HƯỚNG DÕNG ĐẾN HIỆU SUẤT
CỦA BƠM CHÌM HƯỚNG TRỤC Ở VIỆT NAM
Chuyênngành :KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Mãsố: 62520116
TÓM TẮT LUN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
HÀ NỘI - 2016
Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Người hướng dẫn khoa học: HD1. GS. TS. NGUYỄN THẾ MỊCH
HD2. PGS.TS. NGUYỄN N BÀY
Phản biện 1: P T Ngu n Đ c ướng
Phản biện 2: P T Ngu n T ng Phong
Phản biện 3: P T Đ ng u n Thi
Luận án đã được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường
họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Vào hồi … giờ … ngà … tháng … năm …
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1. Thư viện Tạ Quang Bửu – Trường ĐHBK Hà Nội
2. Thư viện Quốc gia Việt Nam
3
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CA LUN ÁN
1. PGS.TS. Nguyễn Văn Bày, ThS. Nguyễn Minh Tuấn (2014). Nghiên cứu thực nghiệm thiết kế
máy bơm chìm hướng trục phục vụ tưới tiêu nông nghiệp chống úng ngập đô thị.Tạp chí
Cơ khí Việt Nam số 12/2014.
2. GS.TS. Nguyễn Thế Mịch, PGS.TS. Nguyễn Văn Bày, ThS. Nguyễn Minh Tuấn (2015).
Khảo sát, đánh giá sự ảnh hưởng của số cánh hướng dòng y bơm chìm hướng trục đến
đặc tính năng lượng của bơm bằng phần mềm phỏng. Kỷ yếu Hội nghị khoa học công
nghệ toàn quốc về cơ khí lần 4 năm 2015.
3. MSc. Tuan Nguyen Minh, Prof.Dr. Mich Nguyen The, Assoc.Prof.Dr. Bay Nguyen Van
(2016). A study and evaluation of a vertical axial flow submersimble pump’s angle of the
diffuser cone on it’s energy characteristics by simulation software. VietNam Mechanical
Engineering Journal N0 5/2016.
4. ThS. Nguyễn Minh Tuấn, GS.TS. Nguyễn Thế Mịch, PGS.TS. Nguyễn Văn Bày (2016).
Nghiên cứu, đánh giá sự ảnh hưởng của hệ số t tốc của máy bơm chìm hướng trục đứng đến
đặc tính năng lượng của bơm bằng phần mềm mô phỏng. Tạp chí cơ khí số 5/2016.
1
Lời mở đầu
1. Lý do chọn đề tài
Việt Nam nước nn nông nghiệp truyền thống, đến nay, đã vươn lên đứng thứ
2 thế giới về xuất khẩu gạo. Kinh tế nông nghiệp được xem một trong những yếu tố
chủ đạo đphát triển đất nước. Vấn đề ứng dụng các thiết bđiện phục vụ sản xuất
nông nghiệp luôn được quan tâm, trong đó, các tổ máy bơm i chung máy bơm
chìm nói riêng phục vụ công tác tưới tiêu, chống hạn và chống úng ngập.
Các sản phẩm máy bơm chìm động cơ điện chìm ở Việt Nam mới dừng lại ở dạng
sản phẩm của các đề tài nghiên cứu dán sản xuất thử nghiệm, chưa đơn vị nào
thực sự đi sâu nghiên cứu các vấn đvmáy bơm chìm. Xuất phát từ nhu cầu thực của
sản xuất đời sống về máy bơm chìm hướng trục phục vụ tưới tiêu trong nông nghiệp
và chống úng ngập, đề tài cho luận án tiến sỹ kỹ thuật đã đề xuất Nghiên cứu ảnh hưởng
của một số thông số ch thước kết cấu của bộ phận hướng dòng đến hiệu suất của bơm
chìm hướng trục Việt Nam nhằm góp phần từng bước phát triển sản phẩm máy bơm
chìm động cơ điện chìm do Việt Nam thiết kế, chế tạo.
2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu: Đóng góp cho khoa học chuyên ngành các phương pháp tính
toán, thiết kế bộ phận hướng dòng máy bơm chìm hướng trục với sự thay đổi thông số hình
học, kết cấu của bơm cung cấp sở khoa học trong công tác thiết kế, lựa chọn góc loe
hợp của bộ phận hướng dòng máy bơm chìm hướng trục với số vòng quay đặc trưng
thông dụng và số lá cánh hướng dòng điển hình.
Phạm vi nghiên cứu: Luận án tập trung nghiên cứu ảnh ởng của góc loe bu bộ phận
hướng dòng với các trị số của số vòng quay đặc trưng thông dụng và số lá cánh hướng dòng
điển hình của bơm chìm hướng trục.
3. Phương pháp nghiên cứu
Kết hợp giữa tính toán thuyết, thực nghiệm dùng phần mềm phỏng để nghiên
cứu, đánh giá sự ảnh hưởng của trị số góc loe bộ phận hướng dòng y bơm chìm hướng
trục đến hiệu suất của bơm với các trị số số vòng quay đặc trưng thông dụng số lá cánh
hướng dòng điển hình của bơm đang được sử dụng tại Việt nam.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
a) Về lý thuyết: Đánh giá được sự ảnh hưởng của trị số góc loe bầu bộ phận hướng dòng
máy bơm hướng trục đến hiệu suất của bơm, từ đó, xác định các phương pháp tính toán,
thiết kế cho bộ phận hướng dòng, nhằm nâng cao hiệu suất của máy bơm chìm hướng trục.
b) Về thực tiễn: Cung cấp cho các nhà thiết kế các thông tin cần thiết, trên cơ sở đó,
thể lựa chọn được thông số hình học ( góc loe bầu cánh hướng dòng) hợp trong thiết kế
bộ phận hướng dòng máy bơm chìm hướng trục.
5. Cấu trúc của luận án
Nội dung chính của luận án trình bày như sau: Chương 1 Tổng quan tình hình nghiên
cứu, thiết kế, chế tạo và sử dụng máy bơm chìm trên thế giới và ở Việt Nam; Chương 2.
sở thuyết dòng chảy trong bơm ớng trục ảnh hưởng của thông số kích thước, kết
cấu bộ phận hướng dòng đến hiệu suất máy bơm chìm hướng trục; Chương 3. Khảo sát,
đánh giá sự ảnh hưởng của thông số kích thước, kết cấu bộ phận hướng dòng đến hiệu suất
máy bơm hướng trục chìm bằng mô phỏng số; Chương 4. Nghiên cứu thực nghiệm mô hình
máy bơm chìm hướng trục. Kết quả đạt được và bàn luận và phần kết luận và kiến nghị.
2
Chương 1. Tổng quan
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thiết kế, chế tạo, sử dụng máy bơm chìm
trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thiết kế, chế tạo v sử dụng máy m chìm
trên thế giới
1.1.1.1. Tình hình thiết kế, chế tạo v sử dụng máy bơm chìm trên thế giới
Máy bơm chìm - động điện chìm đã được chú ý đầu nghiên cứu từ những năm
1920-1930 đạt kết quả tốt vào những năm 1940–1950 phục vụ cho nhiều nhu cầu mục
đích khác nhau: tưới tiêu trong nông nghiệp, bơm nước thải cấp nước cho công nghiệp,
sinh hoạt. Ngày nay, máy bơm chìm động điện chìm rất đa dng, công suất N = 0,1–
5.000 kW, cột áp H=1-500m, lưu lượng Q = 0,1-30.000 m3/h.
Như vậy, thể thấy rằng, để phát triển đến ngày nay, vấn đề máy bơm chìm nói
chung, máy bơm chìm hướng trục nói riêng với các yếu tố ảnh hưởng của các thông số kỹ
thuật bộ phận hướng dòng trong máy bơm không phải vấn đề mới nước ngoài. Tuy
nhiên, các kết qunghiên cứu đó không được công bố rộng rãi và chi tiết, do đó, phạm vi sử
dụng, phương pháp tính toán, lựa chọn kết cấu hợp của bộ phận hướng dòng với góc loe
lớn vẫn là bí quyết của từng hãng chế tạo máy bơm chìm và từng quốc gia trên thế giới.
1.1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy bơm chìm
Việt Nam
Việt Nam, Công ty CP chế tạo bơm Hải Dương, Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam,
Trường Đại học thủy lợi Nội, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Nghiên cứu
khí, các Tổng Công ty cơ điện - xây dựng nông nghiệp và thủy lợi những đơn vị đã quan
tâm nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sản xuất máy bơm, tuy nhiên, các sản phẩm máy bơm
chủ yếu các loại máy bơm truyền thống (máy bơm hướng trục, máy m ly tâm, máy
bơm hỗn lưu) sử dụng động điện thông thường. Các tổ máy bơm chìm - động điện
chìm được các đơn vị chuyên ngành trong nước nêu trên bước đầu quan tâm nghiên cứu từ
đầu những năm 2000. Tuy nhiên, cũng mới chỉ dừng lại ở mức độ sản phẩm thử nghiệm của
các đề tài nghiên cứu dự án sản xuất thử nghiệm. Chưa một công trình khoa học nào
trong nước nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hưởng của kết cấu phần dẫn dòng máy bơm chìm
hướng trục đến hiệu suất của máy bơm.
1.2. Kết luận chương 1
- Vn đề thiết kế, chế tạo sử dụng máy bơm chìm nói chung máy bơm chìm
hướng trục nói riêng đã được các nước trên thế giới quan tâm từ những năm 1920.
- Nghiên cứu sự ảnh hưởng của các thông số kích thước, kết cấu của bộ phận hướng
dòng máy bơm chìm hướng trụcvới góc loe lớn không còn mới đối với các trường đại học,
các viện nghiên cứu cũng như hãng sản xuất bơm trên thế giới. Tuy nhiên, đây vẫn thuộc bí
quyết của mỗi hãng sản xuất, mỗi đơn vị nghiên cứu, do đó, không được công bố rộng rãi
trên công luận.
- nhiều phần mềm chuyên dụng được sử dụng để phỏng dòng chảy trong bơm,
tuy nhiên, thể thấy hầu hết các phần mềm này đều dựa trên công cụ CFD để thực hiện
việc mỏng với thuật toán tương tự nhau đều dựa vào công thức toán học Navia
Stốc.