Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật cơ khí động lực: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số kích thước và kết cấu của bộ phận hướng dòng đến hiệu suất của bơm chìm hướng trục ở Việt Nam

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