Đề tài Máy bơm

PHẦ 2: ỨG DỤNG Chương 6: Máy bơm Chương 7: Quạt Chương 8: Máy nén Chương 9: Trạng thái tầng sôi Chương 10: Lắng Chương 11: Lọc Chương 12: Ly tâm Chương 13: Khuấy chất lỏng Chương 14: Hạt và khối hạt Chương 15: Nghiền, đập Chương 16: Sàng vật liệu rời Chương 17: Trộn vật liệu rời Bơm là thiết bị chính cung cấp năng lượng cho dòng chảy nhằm thắng tất cả trở lực trên đường đi hoặc nâng chất lỏng lên một độ cao nào đó Các chú ý khi chọn và sử dụng bơm: CHƯƠG 6. MÁY BƠM 1. KHÁI IỆM - Bơm hoạt động bình thường, ít xảy ra hư hỏng - Dễ điều chỉnh các thông số kỹ thuật, như áp suất, lưu lượng - Dễ thay thế phụ tùng khi cần thiết - Giá cả chấp nhận được - Ngoài ra phải xét tới các lý tính và hóa tính của lưu chất tại nơi đặt bơm nữa. 1.1. Phân loại bơm Theo nguyên lý hoạt động bơm chia làm hai nhóm chính sau đây: - Bơm thể tích - Bơm động lực 1.2. Các thông số chính của bơm CHƯƠG 6. MÁY BƠM
Lưu lượng, ký hiệu Q; s m3
Áp suất toàn phần còn gọi là cột áp – ký hiệu H; mcl cl 2 m;h∑+ g2 v + P +z=H ∆ γ ∆ ∆ 1.2. Các thông số chính của bơm (tt)
Chiều cao hút của bơm – Ký hiệu Zh; mcℓ CHƯƠG 6. MÁY BƠM 1.2. Các thông số chính của bơm (tt)
Công suất của bơm – Ký hiệu N; kW Công suất của bơm được xác định theo công thức: kW; 1000 gQH =N η ρ kW; 102 QH =N η ρ Hoặc:
Hệ số quay nhanh – Ký hiệu n ;v/phút CHƯƠG 6. MÁY BƠM s phut/v; H Q.n.65,3 =n 75,0s  Dựa vào hệ số quay nhanh ta có thể chọn bơm như sau • Bơm piston và bơm rotor ns = 50; v/phút • Bơm ly tâm ns = (50 ÷ 500); v/phút • Bơm hướng tâm ns = (500 ÷1200); v/phút Đặc điểm chung: • Lưu lượng cung cấp không đều • Bơm được lưu chất có độ nhớt cao hoặc rất cao • Làm việc áp suất cao, lưu lượng nhỏ • Dễ hư hỏng, sự cố. CHƯƠG 6. MÁY BƠM 2. BƠM THỂ TÍCH 2.1. Bơm piston 2.1.1. Phân loại bơm piston Có các cách phân loại như sau: Theo cơ cấu truyền động; theo số lượng cấp; theo số lần tác động; theo vị trí piston; theo áp suất làm việc; theo năng suất 2.1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động CHƯƠG 6. MÁY BƠM 2.1.3. Tính lưu lượng (năng suất) Công thức tính là: s m ;..i.60 n.r2 . 4 D 32 ηψ π Nguyên lý làm việc của máy bơm hai tác động (Hình 6. 3) CHƯƠG 6. MÁY BƠM 2.1.4. Quy luật chuyển động của piston trong xilanh Vận tốc trung bình của piston chuyển động trong xilanh là 2.1.5. Đồ thị cung cấp lưu lượng CHƯƠG 6. MÁY BƠM 2.1.6. Tác dụng của bầu khí - Ở hình (H6.2) ta thấy có hai bầu khí là 9 và 6. Do có hiện tượng mạch nhảy như đã nói ở trên nên lưu lượng của bơm cung cấp không đều, dễ sinh ra lực quán tính. Lực này làm tăng ma sát, khiến cho năng lượng vận chuyển của dòng yếu đi. - Vậy để khắc phục lực quán tính đó, trên bơm piston người ta CHƯƠG 6. MÁY BƠM 2.1.7. Chiều cao hút của bơm       ++      ξΣ+λ+α− γ = YX g2 v d PZ 2 h hbh h ℓ ;mcl thường gắn thêm hai bầu khí, nhờ các bầu khí này mà lưu lượng của dòng chảy được điều hòa hơn. 2.1.8. Đường đặc tính của bơm piston CHƯƠG 6. MÁY BƠM 2.1.9. Công suất chỉ thị – Ni ; kW kW; 1000 Q.P =N iii 2.1.10. Các phụ kiện kèm theo hệ thống máy bơm • Crêpin: Vừa đóng vai trò như van một chiều gắn cuối đường ống hút, vừa đóng vai trò như lưới chắn rác tránh lọt vào đường ống. • Van một chiều: Gắn trên đường ống đNy giúp bơm khởi CHƯƠG 6. MÁY BƠM động dễ hơn. • Áp kế: Nên gắn đầy đủ trên ống hút và ống đNy để kiểm soát tính ổn định của bơm • Van xả gió: Giúp hệ thống tránh va đập thủy lực. 2.2. Bơm rotor Bơm roto là một loại bơm thể tích, bơm roto có nhiều loại khác nhau gồm bơm bánh răng, bơm cánh trượt, bơm trục vít... 2.2.1. Bơm bánh răng CHƯƠG 6. MÁY BƠM Năng suất xác định theo: ( )η−pi= .DD240n.b.Q 2221 ;m3/s 2.2.2. Bơm trục vít CHƯƠG 6. MÁY BƠM Năng suất được tính theo: Bơm động lực gồm các loại sau đây: bơm ly tâm, bơm hướng trục, bơm turbin,… dùng rộng rãi trong các ngành kinh tế và trong dân dụng. 3.1. Bơm ly tâm - Lưu chất khi đi qua bơm được nhận thêm công do lực ly tâm CHƯƠG 6. MÁY BƠM 3. BƠM ĐỘG LỰC sinh ra nhờ rôto trong thân bơm hoạt động - Ưu điểm: dễ sử dụng, dễ điều chỉnh các thông số kỹ thuật, trong quá trình làm việc không hư hỏng lặt vặt, có thể bơm lưu chất có độ nhớt khá cao, chi tiết rôto rất ít hao mòn do lực ma sát cơ học không đáng kể, đặc biệt không cần nhập ngoại và giá thành chấp nhận được. 3.1. 1. Phân loại bơm ly tâm Như các loại bơm khác, bơm ly tâm cũng được phân loại theo nhiều cách khác nhau:  Phân loại theo áp suất  Phân loại theo số cấp  Phân loại theo phương thức chuyển chất lỏng vào CHƯƠG 6. MÁY BƠM  Phân loại theo hệ số quay nhanh ns • ns = (40 ÷ 80) v/phút → bơm quay chậm • ns = (80 ÷ 150) v/phút → bơm quay vừa • ns = (150 ÷ 500) v/phút → bơm quay nhanh • ns = (500 ÷ 1200) v/phút→ bơm hướng trục 3.1. 2. Cấu tạo và nguyên lý CHƯƠG 6. MÁY BƠM 3.1. 3. Phương trình cơ bản của bơm ly tâm  Điểm (1) – Lưu chất vào rôto, bán kính r1; m  Điểm (2) – Lưu chất ra khỏi rôto, bán kính r2; m  U: vận tốc vòng của lưu chất cùng với rôto; m/s W: vận tốc tương đối của lưu chất từ điểm (1) ra điểm (2) Ký hiệu: CHƯƠG 6. MÁY BƠM  C: vận tốc tuyệt đối của lưu chất đi qua rôto;  α: góc tạo bởi véc tơ và  β: góc tạo bởi véc tơ và s/m;U+W=C →→→ → C → U → W → U Mối quan hệ giữa cánh và sơ đồ vận tốc chuyển động trong cánh bơm biểu diễn ở hình sau: 3.1. 3. Phương trình cơ bản của bơm ly tâm (tt) CHƯƠG 6. MÁY BƠM
Phương trình bơm ly tâm có dạng tổng quát ( ) ( ) ( ) cl c 2 1 2 2 b 2 2 2 1 a 2 1 2 2 lt m;g2 C-C + g2 W-W + g2 U -U =H  3.1. 3. Phương trình cơ bản của bơm ly tâm (tt)
Ý nghĩa vật lý các số hạng - (a): Là sự biến thiên áp suất do lực ly tâm tác dụng lên lưu chất để làm cho nó chuyển động từ điểm (1) ra điểm (2) - (b) Là sự thay đổi áp suất do sự thay đổi áp suất khi đi qua rôto - (c) Sự biến thiên động năng của dòng lưu chất từ điểm (1) ra điểm (2) CHƯƠG 6. MÁY BƠM
Phương trình cơ bản của bơm ly tâm do Euler tìm ra: g cosCUcosCUH 111222lt α−α =
Để tránh sự va đập làm hư bơm, cho α1 = 900, do vậy g cosCUH 222lt α = 3.1. 4. Áp suất toàn phần cl 222 lt m;k..g cosCU =H η α Trong đó       ε + = 121 1k ; hệ số tuần hoàn lưu chất CHƯƠG 6. MÁY BƠM             − 2 2 1 r r1 z 3.1. 5. Tính năng suất (lưu lượng) Năng suất bơm ly tâm xác định bằng công thức thực nghiệm: Q = η.pi.D.B.Cr ; m3/s 3.1. 5. Tính năng suất (lưu lượng) (tt) CHƯƠG 6. MÁY BƠM 3.1. 6. Đường đặc tính của bơm ly tâm CHƯƠG 6. MÁY BƠM Về mặt lý thuyết quan hệ giữa (H – Q) là quan hệ bậc nhất, còn thực tế thì mối quan hệ này thuộc loại bậc 2, có dạng H = f (Q) 3.1. 7. Điểm làm việc của bơm Hai đường cong (H – Q) và trở lực Σh cắt nhau tại điểm (A) hình (H6.11). Điểm (A) đó gọi là điểm làm việc của bơm, có thể điều chỉnh điểm (A) này theo yêu cầu kỹ thuật. A [Q ; H ; η ]A A A 3.1. 8. Đường đặc tính tổng hợp CHƯƠG 6. MÁY BƠM 3.1. 9. Đường đặc tính khi bơm gắn vào mạng ống cl KQ=H B→A 2 const=H m;h∑+ g2 v +P+Z=H 2đ t     ∆ ∆∆ H = Const + KQ2 ; mcl 3.1. 10. Định luật tỉ lệ 2 1 3 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 N N n n H H n n Q Q n n =      =      = 3.1. 11. Bơm ghép song song và nối tiếp CHƯƠG 6. MÁY BƠM  Nếu cần lưu lượng lớn, thì ghép song song hai bơm hoặc nhiều bơm lại với nhau, đường đặc tính sẽ thay đổi. Ứng dụng trường hợp này để tưới tiêu trong nông nghiệp hoặc nhập liệu vào các thiết bị cần lưu lượng lớn..  Ngược lại, nếu cần tạo áp suất cao thì ghép nối tiếp chúng lại với nhau 3.1. 11. Bơm ghép song song và nối tiếp (tt)
Sơ đồ ghép song song hai bơm và đường đặc tính ghép CHƯƠG 6. MÁY BƠM 3.1. 11. Bơm ghép song song và nối tiếp (tt)
Sơ đồ ghép nối tiếp hai bơm và đường đặc tính ghép CHƯƠG 6. MÁY BƠM 3.1. 12. Hiện tượng xâm thực và cách khắc phục Hiện tượng: Tại một nơi nào đó trong thân bơm làm việc, áp suất giảm đột ngột làm cho lưu chất bay hơi, tạo nên các túi (khí + hơi), các túi này chuyển động hỗn lọan nhưng có xu hướng tập trung ra phía vỏ bơm, tại đây trong điều kiện nào đó thì các túi (khí + hơi) ngưng tụ lại và tạo nên các khoảng trống, lưu chất các nơi khác dồn về khoảng trống đó với CHƯƠG 6. MÁY BƠM động năng lớn dễ làm hư bơm. Nếu lưu chất có tính ăn mòn kim lọai thì bơm càng dễ bị hư hại. Hiện tượng như vậy gọi là hiện tượng xâm thực Cách khắc phục: • Tăng áp suất hút lên, bằng cách hạ tâm bơm xuống gần hoặc thấp hơn mặt thóang. • Ống hút phải kín tuyệt đối tránh bọt không khí vào • Kiểm định lại áp suất bão hòa tại nơi gắn bơm có phù hợp không. 3.1. 13. Chiều cao hút của bơm ly tâm       +      ξ∑+λ+α− γ = thucxamsu g2 v . d PZ 2bh h ℓ ;mcl 3.1. 14. Bơm ly tâm nhiều cấp CHƯƠG 6. MÁY BƠM 3.2. Bơm hướng trục Bơm hướng trục là một loại bơm động lực, đặc điểm của nó là lưu lượng lớn, mà tạo áp suất không cao, số vòng quay nhanh CHƯƠG 6. MÁY BƠM khoảng (600 ÷ 1200) v/phút. Được dùng trong các thiết bị cần bơm với lưu lượng lớn KẾT LUẬN Khi sử dụng bất kỳ loại bơm nào, ta nên xét đến phạm vi hoạt động của nó để tránh sự quá tải của bơm theo hình sau đây: CHƯƠG 6. MÁY BƠM