›
›

Bài giảng Bơm, quạt, máy nén - Nguyễn Duy Tuệ

pptx 73 trang ngocly 1390
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Bơm, quạt, máy nén - Nguyễn Duy Tuệ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptxbai_giang_bom_quat_may_nen_nguyen_duy_tue.pptx

Nội dung text: Bài giảng Bơm, quạt, máy nén - Nguyễn Duy Tuệ

  1. TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUÂT LÝ TỰ TRỌNG KHOA ĐIỆN LẠNH BÀI GIẢNG MÔN HỌC BƠM, QUẠT, MÁY NÉN GIẢNG VIÊN : ThS. NGUYỄN DUY TUỆ
  2. CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC (Lý(Lý thuyếtthuyết ++ BàiBài tậptập :: 4545 tiết)tiết) ChươngChương II :: KháiKhái niệmniệm chungchung vàvà phânphân loạiloại máymáy thủythủy lựclực (( LT+BTLT+BT::99 tiếttiết )) ChươngChương II:II: BơmBơm cánhcánh dẫndẫn vàvà bơmbơm thểthể tíchtích (( LT+BTLT+BT :: 1313 tiếttiết )) ChươngChương III:III: KháiKhái niệmniệm vàvà phânphân loạiloại quạtquạt (( LT+BT:LT+BT: 66 tiếttiết )) ChươngChương IVIV :: MáyMáy nénnén (( LT+BT:13LT+BT:13 tiếttiết )) ++ PhươngPhương pháppháp đánhđánh giágiá cuốicuối kỳkỳ :: LýLý thuyếtthuyết ++ BàiBài tậptập ++ ĐượcĐược sửsử dụngdụng TLTL khikhi thithi 2
  3. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bơm, quạt, máy nén – TS.Nguyễn Văn May 2. Giáo trình Bơm, quạt, máy nén – Ks. Đặng Thế Huân – Cao đẳng Lý Tự Trọng 3. Giáo trình Bơm, quạt, máy nén – Th.S Phùng Chân Thành – ĐH Bách Khoa Tp.HCM 4. Lý thuyết và thực hành Bơm, quạt, MN – TS. Lê Xuân Hòa – ThS. Nguyễn Thị Bích Ngọc 5. Bài tập thủy lực và máy thủy lực – Ngô Vi Châu 3
  4. ChươngChương 1:1: KHÁIKHÁI NIỆMNIỆM CHUNGCHUNG VÀVÀ PHÂNPHÂN LOẠILOẠI MÁYMÁY THỦYTHỦY LỰCLỰC 1.11.1 KháiKhái niệmniệm chungchung vềvề máymáy thủythủy lựclực :: MáyMáy thuỷthuỷ lựclực làlà loạiloại máymáy cócó mộtmột khâukhâu làmlàm việcviệc làlà chấtchất lưu.Chấtlưu.Chất lưu(fluid)lưu(fluid) cócó 22 dạng:dạng: chấtchất lỏng-liquidslỏng-liquids vàvà chấtchất khí-gas.khí-gas. MáyMáy thuỷthuỷ lựclực chiachia làmlàm 22 nhóm:nhóm: NhómNhóm máymáy côngcông táctác vàvà nhómnhóm máymáy độngđộng lực.lực. MáyMáy côngcông táctác:: LưuLưu chấtchất điđi quaqua máymáy sẽsẽ nhậnnhận năngnăng lượnglượng :: Bơm,Bơm, quạt,quạt, máymáy nén.nén. MáyMáy biếnbiến cơcơ năngnăng thànhthành ápáp suấtsuất củacủa chấtchất lưu,khilưu,khi quaqua máymáy lưulưu chấtchất nhậnnhận năngnăng lượng.lượng. MáyMáy độngđộng lựclực:: khikhi quaqua máymáy lưulưu chấtchất chocho năngnăng lượng:tuốclượng:tuốc bin,độngbin,động cơcơ thuỷthuỷ lực.Máylực.Máy biếnbiến đổiđổi ápáp suấtsuất củacủa chấtchất lưulưu thànhthành côngcông cơcơ học.học. TrongTrong khuônkhuôn khổkhổ giáogiáo trìnhtrình nàynày tata chỉchỉ đềđề cậpcập đếnđến nhómnhóm máymáy côngcông táctác đóđó là:là: bơm,quạtbơm,quạt vàvà máymáy nén.nén. 4
  5. MáyMáy thuỷthuỷ lựclực màmà lưulưu chấtchất làlà chấtchất lỏng-liquidslỏng-liquids gọigọi chungchung làlà bơm.bơm. MáyMáy thuỷthuỷ lựclực màmà lưulưu chấtchất làlà chấtchất khíkhí chiachia rara làmlàm 33 loạiloại phụphụ thuộcthuộc vàovào tỉtỉ sốsố nén:nén: MáyMáy nén-copressors,máynén-copressors,máy thổithổi khí-blowerskhí-blowers vàvà quạt-fans.quạt-fans. QuáQuá trìnhtrình traotrao đổiđổi năngnăng lượnglượng củacủa lưulưu chấtchất tuântuân theotheo địnhđịnh luậtluật Becnuli.Becnuli. 1.21.2 PhânPhân loạiloại máymáy thủythủy lựclực:: PhânPhân loạiloại theotheo chứcchức năngnăng:: ++ Bơm:Bơm: làlà máymáy thuỷthuỷ lựclực dùngdùng vậnvận chuyểnchuyển vàvà cungcung cấpcấp năngnăng lượnglượng chocho chấtchất lỏng,cônglỏng,công cơcơ họchọc biếnbiến thànhthành ápáp năng,độngnăng,động năngnăng vàvà nhiệtnhiệt năngnăng chocho chấtchất lỏng.lỏng. ++ MáyMáy nén:Khinén:Khi tỷtỷ sốsố nénnén lớnlớn hơnhơn 2.52.5 gọigọi làlà máymáy nén.nén. ++ MáyMáy thổithổi khí:khí: TỷTỷ sốsố nénnén từtừ 1.15-2.51.15-2.5 ++ Quạt:khiQuạt:khi tỷtỷ sốsố nénnén nhỏnhỏ hơnhơn 1.151.15 ++ BơmBơm chânchân không:Khikhông:Khi tỷtỷ sốsố nénnén nhỏnhỏ hơnhơn 00 5
  6. TỷTỷ sốsố nénnén làlà tỷtỷ sốsố ápáp suấtsuất khíkhí giữagiữa cửacửa rara vàvà cửacửa vàovào củacủa máy.máy. PhânPhân loạiloại theotheo nguyênnguyên lýlý làmlàm việcviệc:: a.a. MáyMáy thuỷthuỷ lựclực làmlàm việcviệc theotheo nguyênnguyên lýlý độngđộng họchọc ((dynamic machinary)) hayhay còncòn gọigọi làlà máymáy thuỷthuỷ lưclưc cánhcánh dẫndẫn TrongTrong máymáy cánhcánh dẫndẫn việcviệc traotrao đổiđổi năngnăng lượnglượng thựcthực hiệnhiện bằngbằng năngnăng lượnglượng thuỷthuỷ độngđộng củacủa dòngdòng chảychảy quaqua máy.Máymáy.Máy dùngdùng cáccác cánhcánh đểđể traotrao đổiđổi năngnăng lượnglượng vớivới chấtchất lưu.Nănglưu.Năng lượnglượng traotrao đổiđổi gồmgồm độngđộng năngnăng vàvà ápáp năngnăng MáyMáy cánhcánh dẫndẫn cócó 22 loại:loại: lili tâmtâm vàvà loạiloại cánhcánh nâng.nâng. -Nguyên-Nguyên lýlý lili tâmtâm -Nguyên-Nguyên lýlý cánhcánh nâng.nâng. 6
  7. b.b. MáyMáy thuỷthuỷ lưclưc làmlàm việcviệc theotheo nguyênnguyên lýlý thểthể tíchtích:: ThựcThực hiệnhiện việcviệc traotrao đổiđổi năngnăng lượnglượng vớivới chấtchất lưulưu theotheo nguyênnguyên lýlý nénnén chấtchất lưulưu trongtrong mộtmột thểthể tíchtích kínkín dướidưới ápáp suấtsuất thuỷthuỷ tĩnh.Năngtĩnh.Năng lượnglượng chủchủ yếuyếu làlà thànhthành phầnphần ápáp năngnăng ThànhThành phầnphần độngđộng năngnăng rấtrất nhỏnhỏ khôngkhông đángđáng kểkể nênnên còncòn gọigọi làlà máymáy thuỷthuỷ tĩnh.tĩnh. c.c. CácCác máymáy thủythủy lựclực kháckhác:: NgoàiNgoài 22 loạiloại chínhchính nêunêu trêntrên còncòn mộtmột sốsố loạiloại kháckhác như:như: -Máy-Máy kiểukiểu phunphun tia-jettia-jet pumps.pumps. -Máy-Máy kiểukiểu khíkhí nén-pneumaticnén-pneumatic liftslifts forfor liquids(airliquids(air lift).lift). -Bơm-Bơm nuớcnuớc va,bơmva,bơm xoáy xoáy 7
  8. 1.3.1.3. CácCác nguyênnguyên lýlý làmlàm việcviệc củacủa máymáy thủythủy lựclực:: 1.3.1.1.3.1. NguyênNguyên lýlý thểthể tíchtích:: NguyênNguyên lýlý thểthể tíchtích đượcđược sửsử dụngdụng đểđể chếchế rara bơm,bơm, quạt,quạt, máymáy nén.nén. MáyMáy tạotạo rara mộtmột dungdung tíchtích kínkín thaythay đổiđổi từtừ nhỏnhỏ đếnđến lớnlớn vàvà ngượcngược lại.Ởlại.Ở vùngvùng dungdung tíchtích tăngtăng từtừ giágiá trịtrị 00 đếnđến max,max, ápáp suấtsuất giảmgiảm máymáy thựcthực hiệnhiện húthút lưulưu chất,ởchất,ở vùngvùng dungdung tíchtích giảmgiảm từtừ giágiá trịtrị maxmax đếnđến 00 thìthì máymáy thựcthực hiệnhiện nénnén lưulưu chấtchất quaqua cửacửa đẩy.Cứđẩy.Cứ mỗimỗi lầnlần húthút vàvà nénnén nhưnhư vậyvậy máymáy sẽsẽ vậnvận chuyểnchuyển 11 lươnglương lưulưu thểthể nhấtnhất địnhđịnh 8
  9. MáyMáy thểthể tíchtích thựcthực hiệnhiện traotrao đổiđổi năngnăng lượnglượng theotheo nguyênnguyên lýlý nénnén chấtchất lỏnglỏng trongtrong thểthể tíchtích kínkín dướidưới ápáp suấtsuất thuỷthuỷ tĩnh.năngtĩnh.năng lượnglượng chủchủ yếuyếu làlà thànhthành phầnphần ápáp suấtsuất p,cònp,còn thànhthành phầnphần độngđộng năngnăng khôngkhông đángđáng kểkể nênnên còncòn gọigọi làlà máymáy thuỷthuỷ tĩnh.Đặctĩnh.Đặc điểmđiểm củacủa chúngchúng làlà chocho mộtmột ápáp suấtsuất làmlàm việcviệc caocao vớivới lưulưu lượnglượng nhỏnhỏ phùphù hợphợp vớivới truyềntruyền độngđộng củacủa cáccác máymáy mócmóc thiếtthiết bị.bị. KhiKhi máymáy làmlàm việcviệc vớivới chấtchất lỏnglỏng khôngkhông nénnén đượcđược v=const,v=const, cầncần tránhtránh việcviệc tăngtăng hayhay giảmgiảm thểthể tíchtích quáquá nhanhnhanh đểđể khôngkhông gâygây rara hưhư hỏnghỏng máymáy hoặchoặc cháycháy độngđộng cơcơ dodo quáquá tải.tải. MuốnMuốn vậyvậy khikhi vậnvận hànhhành máymáy phảiphải lưulưu ý:ý: -Trước-Trước khikhi chocho máymáy chạychạy phảiphải mởmở vanvan chặnchặn phíaphía cửacửa đẩyđẩy củacủa bơm.bơm. -Lắp-Lắp vanvan anan toàntoàn đểđể xảxả nhanhnhanh lưulưu lượnglượng từtừ cửacửa nénnén sangsang cửacửa húthút củacủa máymáy TrongTrong quáquá trìnhtrình làmlàm việcviệc sựsự thaythay đổiđổi trạngtrạng tháithái củacủa lưulưu thểthể tuântuân theotheo địnhđịnh luậtluật sau:sau: p.vp.v == constconst vàvà p.vp.vkk == constconst ỞỞ đây:đây: PP ápáp suấtsuất củacủa lưulưu thể.thể. 9 VV :: thểthể tíchtích củacủa lưulưu thể,thể, KK hệhệ sốsố ,, k=1.4k=1.4
  10. 1.3.2.1.3.2. NguyênNguyên lýlý lyly tâmtâm:: NguyênNguyên lýlý nàynày đượcđược dùngdùng đểđể chếchế tạotạo bơm,bơm, quạt,quạt, máymáy nénnén Diffuser passages volute Impeller passage inlet guide vanes impellers 10
  11. KhảoKhảo sátsát chuyểnchuyển độngđộng củacủa lưulưu thểthể nằmnằm giữagiữa 22 váchvách hìnhhình vànhvành khănkhăn songsong songsong nhaunhau cáchcách nhaunhau 11 khoảngkhoảng bb vàvà 22 váchvách chắnchắn cócó chiềuchiều caocao bằngbằng b.b. KênhKênh chứachứa đầyđầy lưulưu thểthể cócó khốikhối lượnglượng riêngriêng   ,quay,quay quanhquanh tâmtâm oo vớivới vậnvận tốctốc  .Ta.Ta xétxét thànhthành phầnphần lưulưu thểthể dmdm trongtrong kênhkênh giớigiới hạnhạn bởibởi mặtmặt congcong cócó bánbán kínhkính rr vàvà r+drr+dr ;; dmdm == b.r.drb.r.dr == .f.dr.f.dr vớivới ff == .b.r.b.r :: diệndiện tíchtích mặtmặt congcong cócó bánbán kínhkính r.r. LựcLực lyly tâmtâm táctác dụngdụng lênlên thànhthành phầnphần dm:dm: dRdR == -a.dm-a.dm == -r-r 22.dm.dm LựcLực hướnghướng tâmtâm táctác dụngdụng lênlên phânphân khốikhối dm:dm: dFdF == f.(pf.(p ++ dp)dp) –f.p–f.p == f.dpf.dp 11
  12. ĐiềuĐiều kiệnkiện câncân bằngbằng lực:lực: dRdR ++ dFdF == 00 ThayThay cáccác giágiá trịtrị ởở trêntrên vàovào tata có:có: -r-r 22 .b.r.dr.b.r.dr ++ .r.b.dp.r.b.dp == 00 RútRút ra:ra: dpdp == 22.r.dr.r.dr TínhTính tíchtích phânphân từtừ cửacửa vàovào 11 đếnđến cửacửa rara 22 củacủa phươngphương trìnhtrình trêntrên tata sẽsẽ thuthu đượcđược hiệuhiệu ápáp (độ(độ tăngtăng ápáp ):): Trong đó:  = .n/30 U1= .r1 U2= .r2 n : số vòng quay ( vòng / phút ) 12
  13. NhậnNhận xétxét:: HiệuHiệu áp:áp: pp2-p-p1 chínhchính làlà năngnăng lượnglượng màmà chấtchất lỏnglỏng thuthu nhậnnhận khikhi điđi từtừ điểmđiểm 11 đếnđến điểmđiểm 22 củacủa kênhkênh dẫn.dẫn. NếuNếu chếchế tạotạo liênliên tiếptiếp nhiềunhiều kênhkênh dẫndẫn phânphân bốbố trêntrên vòngvòng tròntròn tâmtâm 00 sẽsẽ tạotạo nênnên guồngguồng độngđộng củacủa máymáy côngcông tác.tác. CấuCấu tạotạo củacủa từngtừng loạiloại sẽsẽ đềđề cậpcập ởở sau.sau. KếtKết luậnluận:: a.a. HiệuHiệu áp:áp: pp2-p-p1 phụphụ thuộcthuộc vàovào ,, khốikhối lượnglượng riêngriêng củacủa lưulưu chấtchất rấtrất kháckhác nhaunhau nhưnhư ởở điềuđiều kiệnkiện khíkhí quyểnquyển khốikhối lượnglượng riêngriêng củacủa nướcnước lớnlớn gấpgấp 830830 lầnlần củacủa khôngkhông khíkhí vìvì vậyvậy phảiphải làmlàm đầyđầy guồngguồng độngđộng củacủa bơmbơm khikhi khởikhởi động(mồiđộng(mồi bơm).bơm). KhiKhi quayquay nhờnhờ lựclực lyly tâmtâm làmlàm chuyểnchuyển độngđộng chấtchất lỏnglỏng trongtrong kênhkênh chứachứa đểđể lạilại khoảngkhoảng trốngtrống tạotạo nênnên cộtcột ápáp húthút bb .Muốn.Muốn pp2-p-p1 lớnlớn thìthì bánbán kínhkính cửacửa 11 càngcàng gầngần 00 càngcàng tốt,tốt, còncòn cửacửa rara 22 cócó bánbán kínhkính lớnlớn HiệuHiệu ápáp pp2-p-p1 phụphụ thuộcthuộc bìnhbình phươngphương giágiá trịtrị cuảcuả sốsố vòngvòng quayquay nn vàvà tỷtỷ lệlệ vớivới bánbán kínhkính r2.r2. 13
  14. TamTam giácgiác vậnvận tốctốc:: Các thành phần vận tốc không những phụ thuộc vào số vòng quay n, bán kính r1,r2 mà còn phụ thuộc vào hình dạng của các vách ngăn giữa các kênh (cánh) của guồng động. U1, U2 : vận tốc vòng m/s C1, C2 : vận tốc tuyệt đối của lưu thể m/s. W1, W2: vận tốc tương đối giữa lưu thể và cánh guồng động. Dạng cánh của guồng có thể cong về phía trước hoặc phía sau,cong nhiều hay ít, cánh có thể cong mặt trụ hay cong xoắn. 14
  15. 1.3.31.3.3 NguyênNguyên lýlý cánhcánh nângnâng:: DòngDòng lưulưu thểthể chuyểnchuyển độngđộng vớivới vậnvận tốctốc WW,trùm,trùm lênlên cánh.cánh. DoDo cánhcánh đặtđặt nghiêngnghiêng 11 gócgóc soso vớivới dòngdòng lưulưu thểthể nênnên phíaphía trêntrên lưnglưng cánhcánh tạotạo rara cáccác xoáyxoáy lưulưu thểthể ChínhChính vìvì vậyvậy màmà dòngdòng lưulưu thểthể táctác độngđộng lênlên cánhcánh 11 lựclực RR cócó phươngphương tạotạo vớivới phươngphương thẳngthẳng đứngđứng 11 góc.góc. LựcLực RR đượcđược phânphân tíchtích thànhthành RRy ((lựclực nângnâng )) vàvà RRx ((lựclực cảncản).). TrongTrong đóđó :: CCy :: hệhệ sốsố tỷtỷ lệlệ củacủa lựclực nângnâng CCx :: hệhệ sốsố tỷtỷ lệlệ củacủa lựclực cản.cản. SS :: diệndiện tíchtích bềbề mặtmặt cánhcánh ,, mm22  :: trọngtrọng lượnglượng riêngriêng củacủa lưulưu thể,thể, N/mN/m33 gg :: GiaGia tốctốc trọngtrọng trường,trường, m/sm/s22 15
  16. 1.3.31.3.3 NguyênNguyên lýlý cánhcánh nângnâng:: NguyênNguyên lýlý cánhcánh nângnâng đượcđược sửsử dụngdụng đểđể chếchế tạotạo tuốctuốc binbin máymáy phátphát điện,điện, bơmbơm quạt,quạt, máymáy nén.nén. HìnhHình dướidưới tata thấythấy lựclực táctác độngđộng lênlên cánhcánh guồngguồng RR ,lực,lực nàynày phânphân thànhthành 22 phànhphành phầnphần RRT vàvà RRN,, thẳngthẳng đứngđứng vàvà nằmnằm ngang.Guồngngang.Guồng khuyếchkhuyếch tántán 22 cócó táctác dụngdụng biếnbiến 11 phầnphần độngđộng năngnăng thànhthành ápáp năng.năng. 16
  17. 1.3.31.3.3 NguyênNguyên lýlý phunphun tiatia:: NguyênNguyên lýlý nàynày dựadựa trêntrên cơcơ sởsở địnhđịnh luậtluật bảobảo toàntoàn năngnăng lượnglượng củacủa dòngdòng lưulưu thểthể màmà BecnuliBecnuli đãđã thểthể hiệnhiện :: TrongTrong đó:đó: pp :: làlà ápáp suấtsuất củacủa dòngdòng chảy,N/m2chảy,N/m2 :: khốikhối lượnglượng riêngriêng củacủa lưulưu thể.thể. CC :: vậnvận tốctốc dòngdòng chảychảy m/sm/s GG :: giagia tốctốc trọngtrọng trường,m/s2trường,m/s2 ZZ :: chiềuchiều caocao cộtcột chấtchất lỏng,mlỏng,m HHô:: trởtrở lựclực đườngđường ống,ống, mm 17
  18. 1.3.31.3.3 NguyênNguyên lýlý phunphun tiatia:: KhiKhi vậnvận tốctốc tăngtăng lênlên thìthì ápáp suấtsuất sẽsẽ giảmgiảm điđi hoặchoặc ngượcngược lại.Nhưlại.Như vậyvậy chỗchỗ nàonào dòngdòng chảychảy cócó vậnvận tốctốc lớnlớn (miệng(miệng rara vòivòi phun)phun) tạotạo rara khôngkhông giangian cócó ápáp âmâm vìvì vậyvậy sẽsẽ nốinối thôngthông vớivới cửacửa húthút khikhi đóđó chấtchất lỏnglỏng hayhay hơihơi đượcđược húthút sẽsẽ đượcđược cuốncuốn theotheo dòngdòng chảychảy củacủa lưulưu chấtchất chínhchính 1.3.4.1.3.4. BơmBơm khíkhí nénnén:: KhíKhí nénnén đượcđược bơmbơm vàovào đểđể đẩyđẩy nướcnước lênlên hoặchoặc đượcđược bơmbơm vàovào bìnhbình kínkín đểđể tạotạo ápáp suấtsuất caocao đưađưa nướcnước lênlên caocao 18
  19. 1.4.1.4. CácCác thôngthông sốsố cơcơ bảnbản củacủa máymáy thủythủy lực:lực: MáyMáy thuỷthuỷ lựclực cócó cáccác thôngthông sốsố cơcơ bản:bản: CộtCột áp,lưuáp,lưu lượng,cônglượng,công suấtsuất vàvà hiệuhiệu suất.suất. KhảoKhảo sátsát sơsơ đồđồ máymáy thuỷthuỷ lực:lực: B A 19
  20. a.a. CộtCột ápáp:: MứcMức độđộ chênhchênh lệchlệch năngnăng lượnglượng đơnđơn vịvị củacủa dòngdòng chấtchất lỏnglỏng quaqua máymáy thuỷthuỷ lựclực hayhay làlà năngnăng lượnglượng đơnđơn vịvị củacủa dòngdòng chảychảy traotrao đổiđổi vớivới máymáy .Cột.Cột ápáp kýký hiệuhiệu làlà HH TrongTrong đóđó :: p,v:p,v: ápáp suấtsuất vàvà vậnvận tốctốc dòngdòng chảychảy :: hệhệ sốsố điềuđiều chỉnhchỉnh độngđộng năng-hệnăng-hệ sốsố Côriôlit.Côriôlit.  :: trọngtrọng lượnglượng riêngriêng chấtchất lỏnglỏng ZZ :: độđộ caocao TaTa cócó thểthể phânphân cộtcột ápáp :: HtHt ++ HđHđ 20
  21. b.b. LưuLưu lượnglượng:: GồmGồm cócó lưulưu lượnglượng khốikhối lượnglượng hoặchoặc lưulưu lượnglượng thểthể tíchtích c.c. CôngCông suấtsuất vàvà hiệuhiệu suấtsuất:: GồmGồm cócó 22 loạiloại côngcông suất:suất: CôngCông suấtsuất thủythủy lựclực:: NNtl làlà cơcơ năngnăng màmà dòngdòng chấtchất lỏnglỏng trongtrong đổiđổi vớivới máymáy thủythủy lựclực trongtrong mộtmột đơnđơn vịvị thờithời giangian NNtl == .Q.H.Q.H (( WW )) CôngCông suấtsuất trêntrên trụctrục (( côngcông suấtsuất làmlàm việcviệc ):): làlà côngcông suấtsuất trêntrên trụctrục máymáy khikhi máymáy làmlàm việc.việc. CôngCông suấtsuất trêntrên trụctrục kháckhác vớivới côngcông suấtsuất thủythủy lực.lực. QuáQuá trìnhtrình làmlàm việcviệc củacủa máymáy thủythủy lựclực càngcàng hoànhoàn thiệnthiện thìthì côngcông suấtsuất thủythủy lựclực vàvà côngcông suấtsuất trêntrên trụctrục càngcàng ítít kháckhác nhaunhau NN == NNtl // TổnTổn thấtthất năngnăng lượnglượng gồmgồm cócó 33 loại:loại: TổnTổn thấtthất cộtcột ápáp hayhay tổntổn thấtthất thuỷthuỷ lựclực H TổnTổn thấtthất lưulưu lượnglượng Q 21 TổnTổn thấtthất vềvề mama sátsát hayhay tổntổn thấtthất cơcơ khíkhí CK
  22. d.d. CộtCột ápáp húthút chocho phépphép:: HiệnHiện tượngtượng xâmxâm thựcthực:: chấtchất lỏnglỏng ởở 11 nhiệtnhiệt độđộ nhấtnhất địnhđịnh sẽsẽ baybay hơihơi dướidưới 11 ápáp suấtsuất nhấtnhất địnhđịnh gọigọi làlà ápáp suấtsuất baybay hơihơi bãobão hòahòa tạitại nhiệtnhiệt độđộ đó,đó, kíkí hiệuhiệu ppbh TrongTrong máymáy thủythủy khí,khí, khikhi ápáp suấtsuất trongtrong chấtchất lỏnglỏng bằngbằng ápáp suấtsuất baybay hơihơi bãobão hòahòa thìthì chấtchất lỏnglỏng sẽsẽ bốcbốc hơi,hơi, tạotạo thànhthành nhiềunhiều bọtbọt khí.khí. CácCác bọtbọt khíkhí theotheo dòngdòng chảychảy điđi vềvề vùngvùng cócó ápáp suấtsuất caocao hơnhơn (p(p >> ppbh)) sẽsẽ ngưngngưng tụtụ thànhthành cáccác giọtgiọt chấtchất lỏnglỏng cócó thểthể tíchtích nhỏnhỏ hơnhơn nhiềunhiều soso vớivới thểthể tíchtích bọtbọt khí,khí, tạotạo nênnên nhữngnhững vùngvùng khôngkhông giangian trốngtrống trongtrong dòngdòng chảy.chảy. ChấtChất lỏnglỏng xôxô vàovào điềnđiền đầyđầy vùngvùng khôngkhông giangian trốngtrống đóđó vớivới vậnvận tốctốc rấtrất caocao tạotạo nênnên sựsự tăngtăng độtđột ngộtngột ápáp suấtsuất tạitại đó.đó. HiệnHiện tượngtượng nàynày tạotạo nênnên sóngsóng ápáp suấtsuất táctác độngđộng lênlên bềbề mặtmặt kimkim loạiloại gâygây tróctróc rỗrỗ bềbề mặtmặt vàvà pháphá hỏnghỏng cáccác bộbộ phậnphận làmlàm việc,việc, đồngđồng thờithời làmlàm giảmgiảm hiệuhiệu suất,suất, cộtcột ápáp vàvà lưulưu lượnglượng củacủa máy.máy. CầnCần tránhtránh hiệnhiện tượngtượng này.này. 22
  23. ChiềuChiều caocao húthút chocho phépphép:: PhươngPhương trìnhtrình BecmudiBecmudi tạitại 22 mătmăt cắt:cắt: mătmăt thoángthoáng bểbể húthút AA (hở)(hở) vàvà mătmăt cắtcắt tạitại cửacửa vàovào củacủa bơm:bơm: 23
  24. ChiềuChiều caocao húthút chocho phépphép:: PhươngPhương trìnhtrình BecmudiBecmudi tạitại 22 mătmăt cắt:cắt: mătmăt thoángthoáng bểbể húthút AA (hở)(hở) vàvà mătmăt cắtcắt tạitại cửacửa vàovào củacủa bơm:bơm: NhưNhư vậyvậy cộtcột ápáp chânchân khôngkhông tạitại mcmc vàovào củacủa bơmbơm dùngdùng để:để: KhắcKhắc phụcphục chiềuchiều caocao húthút ZZh KhắcKhắc phụcphục tổntổn thấtthất trêntrên đườngđường ốngống hút.hút. TạoTạo độngđộng năngnăng cầncần thiếtthiết chocho dòngdòng chảychảy tạitại miệngmiệng vàovào củacủa bơm.bơm. ĐểĐể tránhtránh hiệnhiện tượngtượng xâmxâm thựcthực thìthì cộtcột ápáp chânchân khôngkhông củacủa bơmbơm khôngkhông vượtvượt giágiá trịtrị chocho phépphép [H[Hck]:]: ChiềuChiều caocao húthút chocho phépphép củacủa bơm:bơm: 24
  25. ChiềuChiều caocao húthút chocho phépphép:: NếuNếu tata chưachưa biếtbiết [H[Hck]] thìthì tata sửsử dụngdụng phươngphương pháppháp sau:sau: ÁpÁp suấtsuất lốilối vàovào củacủa bơmbơm phảiphải lớnlớn hơnhơn PPbh ++ hh Mà : Ta có: 25
  26. ChiềuChiều caocao húthút chocho phépphép:: CộtCột ápáp dựdự trữtrữ chốngchống xâmxâm thực:thực: 26
  27. e.e. BơmBơm làmlàm việcviệc trongtrong cộtcột ápáp lướilưới:: 27
  28. e.e. BơmBơm làmlàm việcviệc trongtrong cộtcột ápáp lướilưới:: KếtKết luậnluận:: 1)1) CộtCột ápáp bơmbơm dùngdùng đểđể khắckhắc phụcphục yêuyêu cầucầu củacủa cộtcột ápáp lướilưới 2)2) CộtCột ápáp lướilưới baobao gồm:gồm: ĐộĐộ chênhchênh ZZ củacủa mặtmặt thoángthoáng bểbể đẩyđẩy vàvà bểbể húthút ĐộĐộ chênhchênh ápáp suấtsuất trêntrên mặtmặt thoángthoáng bểbể đẩyđẩy vàvà bểbể hút,hút, (=(= 00 nếunếu haihai bểbể hở).hở). ĐộĐộ chênhchênh độngđộng năngnăng giữagiữa đẩyđẩy vàvà bểbể húthút (thường(thường bằngbằng 0)0) TổnTổn thấtthất năngnăng lượnglượng trongtrong ốngống húthút vàvà ốngống đẩy.đẩy. 28
  29. e.e. BơmBơm làmlàm việcviệc trongtrong cộtcột ápáp lướilưới:: 29
  30. BÀIBÀI TẬPTẬP CHƯƠNGCHƯƠNG 11:: BàiBài 1:1: 30
  31. BÀIBÀI TẬPTẬP CHƯƠNGCHƯƠNG 11:: BàiBài 2:2: 31
  32. BÀIBÀI TẬPTẬP CHƯƠNGCHƯƠNG 11:: BàiBài 3:3: 32
  33. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH 2.12.1 CấuCấu tạotạo củacủa máymáy thủythủy lựclực cánhcánh dẫndẫn:: MáyMáy thuỷthuỷ lưclưc cánhcánh dẫndẫn gồmgồm cócó 22 loại:loại: LoạiLoại máymáy lili tâm:Làmtâm:Làm việcviệc theotheo nguyênnguyên lýlý lili tâmtâm LoạiLoại hướnghướng trục:Làmtrục:Làm việcviệc theotheo nguyênnguyên lýlý cánhcánh nâng.nâng. BộBộ phậnphận quanquan trọngtrọng nhấtnhất củacủa máymáy cánhcánh dẫndẫn làlà bánhbánh côngcông tác.Bánhtác.Bánh côngcông táctác gồmgồm nhiềunhiều bảnbản cánhcánh gọigọi làlà cáccác cánhcánh dẫn.dẫn. BánhBánh côngcông táctác quayquay nhờnhờ độngđộng cơcơ bênbên ngoài,nhờngoài,nhờ cáccác cánhcánh dẫndẫn màmà cơcơ năngnăng củacủa độngđộng cơcơ truyềntruyền chocho chấtchất lỏng.lỏng. 33
  34. ChươngChương IIII :: MÁYMÁY THỦYTHỦY LỰCLỰC CÁNHCÁNH DẪNDẪN TheoTheo phươngphương chuyểnchuyển độngđộng củacủa chấtchất lỏnglỏng từtừ lốilối vàovào đếnđến lốilối rara củacủa cánhcánh dẫndẫn màmà chiachia rara cáccác loạiloại :: BánhBánh côngcông táctác lili tâm:chấttâm:chất lỏnglỏng chuyểnchuyển độngđộng quaqua bánhbánh côngcông táctác từtừ tâmtâm rara ngoàingoài theotheo phươngphương hướnghướng kính.kính. BánhBánh côngcông táctác hướnghướng trục:chấttrục:chất lỏnglỏng chuyểnchuyển độngđộng quaqua bánhbánh côngcông táctác theotheo phươngphương songsong songsong vớivới trục.trục. CácCác loạiloại bánhbánh côngcông táctác xem:xem: 34
  35. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH ChuyểnChuyển độngđộng củacủa chấtchất lỏnglỏng trongtrong bánhbánh côngcông táctác rấtrất phứcphức tạp.Đểtạp.Để đơnđơn giảngiản tínhtính toántoán giảgiả thiếtthiết rằng:rằng: BánhBánh côngcông táctác cócó sốsố cánhcánh nhiềunhiều vôvô cùng,mỗicùng,mỗi cánhcánh mỏngmỏng vôvô cùng.cùng. ChấtChất lỏnglỏng làmlàm việcviệc làlà chấtchất lỏnglỏng lýlý tưởng.tưởng. KhiKhi đóđó chuyểnchuyển độngđộng tuyệttuyệt đốiđối củacủa mỗimỗi phầnphần tửtử chấtchất lỏnglỏng quaqua bánhbánh côngcông táctác cócó thểthể phânphân thànhthành 22 chuyểnchuyển độngđộng đồngđồng thời:thời: ChuyểnChuyển độngđộng theotheo quayquay tròntròn cùngcùng bánhbánh côngcông táctác vàvà chuyểnchuyển độngđộng tươngtương đốiđối theotheo biênbiên dạngdạng cánhcánh dẫndẫn 35
  36. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH 2.22.2 CácCác loạiloại vậnvận tốc,tốc, tamtam giácgiác vậnvận tốctốc:: ChuyểnChuyển độngđộng củacủa chấtchất lỏnglỏng quaqua bánhbánh côngcông táctác đượcđược đặcđặc trưngtrưng bằngbằng cáccác vậnvận tốc:tốc: Các thành phần vận tốc không những phụ thuộc vào số vòng quay n, bán kính r1,r2 mà còn phụ thuộc vào hình dạng của các vách ngăn giữa các kênh (cánh) của guồng động. U1, U2 : vận tốc vòng có phương vuông góc với bán kính m/s C1, C2 : vận tốc tuyệt đối của lưu thể m/s. W1, W2: vận tốc tương đối giữa lưu thể và cánh guồng động. Dạng cánh của guồng có thể cong về phía trước hoặc phía sau,cong nhiều hay ít, cánh có thể cong mặt trụ hay cong xoắn. 36
  37. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH 37
  38. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH 2.32.3 PhươngPhương trìnhtrình cơcơ bảnbản củacủa máymáy cánhcánh dẫndẫn:: 2.3.12.3.1 PhươngPhương trìnhtrình mômô menmen:: BiếnBiến thiênthiên củacủa mômô menmen độngđộng lượnglượng củacủa khốikhối chấtchất lỏnglỏng khikhi quaqua bánhbánh côngcông táctác củacủa máymáy thủythủy lựclực thìthì câncân bằngbằng vớivới mômô menmen ngoạingoại lựclực táctác dụngdụng lênlên máymáy Trong đó: M : tổng mô men ngoại lực, mô men này tác dụng trên trục máy thủy lực do động cơ cung cấp ( N.m ) Q : lưu lượng chất lỏng ( m3/s ) : khối lượng riêng chất lỏng ( kg/m3) 38
  39. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH 2.3.22.3.2 PhươngPhương trìnhtrình cộtcột ápáp:: HayHay gọigọi làlà phươngphương trìnhtrình Euler,Euler, đốiđối vớivới bơm,bơm, quạt,quạt, máymáy nénnén tata lấylấy dấudấu ởở trên:trên: Trong đó: H1~: là cột áp máy thủy lực cánh dẫn với điều kiện lý tưởng : - Số cánh dẫn nhiều vô hạn - Độ nhớt bằng 0 ( bỏ qua tổn thất ) Cách viết khác của phương trình Euler: 39
  40. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH 40
  41. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH 2.3.32.3.3 PhươngPhương trìnhtrình đồngđồng dạngdạng củacủa máymáy thủythủy lựclực cánhcánh dẫndẫn:: ++ QuanQuan hệhệ lưulưu lượng:lượng: Lưu lượng tỷ lệ bậc 1 với số vòng quay và tỷ lệ bậc 3 với đường kính bánh công tác + Quan hệ cột áp: Cột áp tỷ lệ bậc 2 với số vòng quay và tỷ số đường kính bánh công tác + Quan hệ công suất: Cột áp tỷ lệ bậc 3 với số vòng quay và tỷ lệ bậc 5 với đường kính bánh công tác 41
  42. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH ++ QuanQuan hệhệ mômô menmen xoắn:xoắn: Mô men xoắn tỷ lệ bậc 2 với số vòng quay và tỷ lệ bậc 5 với đường kính bánh công tác 42
  43. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH 2.42.4 BơmBơm lyly tâm:tâm: 2.4.12.4.1 CấuCấu tạo:tạo: 43
  44. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH 2.4.22.4.2 LýLý thuyếtthuyết cơcơ bảnbản củacủa bơmbơm lyly tâmtâm:: 2.4.2.12.4.2.1 PhươngPhương trìnhtrình cộtcột ápáp củacủa bơmbơm lyly tâm:tâm: Trong bơm ly tâm hiện đại, đa số bánh công tác có kết cấu cửa vào hoặc bộ phận dẫn hướng vào sao cho dòng chất lỏng ở cửa vào của máng dẫn chuyển động theo hướng kính, nghĩa là C vuông góc U để cột áp có lợi nhất 44
  45. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH VậyVậy phươngphương trìnhtrình cộtcột ápáp củacủa bơmbơm lyly tâmtâm cócó dạng:dạng: 2.4.2.2 Cột áp thực tế: Do phương trình cơ bản của bơm ly tâm được lập theo giả thuyết: - Số cánh dẫn nhiều vô hạn và mỏng ( để vận tốc đồng đều qua các mặt cắt ). Nhưng thực tế có chiều dày nhất định và số cánh hữu hạn nên tạo ra các dòng xoáy và các dòng quẩn trong máng dẫn. - Chất lỏng là lý tưởng ( độ nhớt băng 0 ) nhưng thực tế không thể được như vậy nên cột áp thực tế nhỏ hơn cột áp lý thuyết. 45
  46. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH 46
  47. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH CộtCột ápáp thựcthực tếtế củacủa bơmbơm lyly tâmtâm H:H: 47
  48. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH CộtCột ápáp thựcthực tếtế củacủa bơmbơm lyly tâmtâm HH nếunếu chỉchỉ xétxét đếnđến ảnhảnh hưởnghưởng củacủa cánhcánh hữuhữu hạn:hạn: Cột áp thực của bơm ly tâm: Hay có thể tính cột áp thực của bơm ly tâm: 48
  49. ChươngChương IIII :: BƠMBƠM CÁNHCÁNH DẪNDẪN VÀVÀ BƠMBƠM THỂTHỂ TÍCHTÍCH 2.4.32.4.3 ẢnhẢnh hưởnghưởng củacủa kếtkết cấucấu cánhcánh đếnđến cộtcột củacủa bơmbơm lyly tâmtâm:: a.a. ẢnhẢnh hưởnghưởng củacủa gócgóc 11:: NgườiNgười tata thườngthường chếchế tạotạo bơmbơm cócó gócgóc =90=90 độ.độ. NênNên gócgóc 11 chỉchỉ phụphụ thuộcthuộc vàovào u1,u1, c1.c1. DoDo đó:đó: Như vậy góc 11 không ảnh hưởng trực tiếp đến cột áp bơm ly tâm. Nhưng nếu 11 không thích hợp sẽ gây va đập dòng chảy với cánh dẫn ở cửa vào bánh công tác, ảnh hưởng xấu đến hiệu suất và cột áp của bơm 49
  50. b.b. ẢnhẢnh hưởnghưởng củacủa gócgóc 22:: LýLý thuyếtthuyết vàvà thựcthực nghiệmnghiệm chocho thấythấy gócgóc cócó ảnhảnh hưởnghưởng trựctrực tiếptiếp đếnđến phươngphương vàvà giágiá trịtrị củacủa cáccác thànhthành phầnphần vậnvận tốctốc củacủa dòngdòng chảychảy trongtrong mángmáng dẫndẫn nênnên ảnhảnh hưởnghưởng đếnđến cộtcột ápáp toàntoàn phầnphần HH vàvà cộtcột ápáp thànhthành phầnphần HHt vàvà HHđ củacủa bơm:bơm: 50
  51. b.b. ẢnhẢnh hưởnghưởng củacủa gócgóc 22:: 51
  52. b.b. ẢnhẢnh hưởnghưởng củacủa gócgóc 22:: 52
  53. TaTa thấythấy cảcả 33 trườngtrường hợphợp cócó uu22 nhưnhư nhaunhau nênnên H1H1 chỉchỉ phụphụ thuộcthuộc vàovào cc2u2u XétXét sựsự thaythay đổiđổi cộtcột ápáp trongtrong 33 trườngtrường hợphợp 00 ++ KhiKhi 22<90<90 :: Thay vào phương trình cột áp bên dưới Ta có: 53
  54. TrườngTrường hợphợp cộtcột ápáp bằngbằng 00 làlà khikhi :: Nghĩa là: 00 ++ KhiKhi 22=90=90 :: 54
  55. VìVì nên:nên: Do bơm ly tâm có trị số cR thay đổi rất ít từ ngõ ra đến ngõ vào nên c =c =c 2R 1R 1 Khi đó cột áp động là : DoDo nên:nên: Vì cột áp tĩnh là : Nên: 55
  56. KhiKhi tiếptiếp tụctục tăngtăng chocho đếnđến khikhi 22 lớnlớn hơnhơn 90độ:90độ: 56
  57. BàiBài tậptập 1:1: 59
  58. BàiBài tậptập 2:2: 60
  59. BàiBài tậptập 3:3: 61
  60. BàiBài tậptập 4:4: 62
  61. HướngHướng dẫndẫn:: 63
  62. BàiBài tậptập 5:5: ĐS : H=9,2m 64
  63. BàiBài tậptập 6:6: 65
  64. BàiBài tậptập 7:7: 66
  65. BàiBài tậptập 8:8: 67
  66. HướngHướng dẫn:dẫn: 68
  67. BàiBài tậptập 9:9: 69
  68. BàiBài tậptập 10:10: 70
  69. BàiBài tậptập 11:11: 71
  70. BàiBài tậptập 12:12: 72
  71. BàiBài tậptập 1:1: 73