Bài giảng môn Thủy lực và máy thủy lực

Nội dung text: Bài giảng môn Thủy lực và máy thủy lực

1. PHN I: THY LC CHƯƠNG 1. M ðU 1.1. GII THIU CHUNG V MƠN HC Th y l c và máy thu lc là mơn khoa h c ng dng, nghiên c u các quy lu t cân b ng, chuy n đng c a ch t l ng và ng d ng các quy lu t đĩ gi i quy t các bài tốn tính tốn thi t k các cơng trình liên quan. ðng th i trang b cho sinh viên các ki n th c cơ b n v mt s lo i máy thu lc thơng d ng.
   Cơ s lý lun ca thy lc hc là vt lý, cơ hc lý thuyt, cơ hc cht lng lý thuyt
   Phương pháp nghiên cu: Kt hp cht ch gia phương pháp nghiên cu lý thuyt vi thc nghim. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 5
2. CHƯƠNG 1. M ðU 1.2. MT S TÍNH CHT VT LÝ CƠ BN CA CHT LNG 1. Tính liên tc 2. Tính cĩ khi lưng và trng lưng. Khi lưng riêng: ∆ ρ = M tb ∆V Trng lưng riêng: γ = ρ .g ði vi nưc nhit đ 40C và áp sut 1 atm: ρρρ = 1000 kg/m 3. γγγ = 9810 N/m 3. T trng, t khi: δδδ ρ/ρ= ρ/ρ ρ/ρΝΝΝ = γ/γ ΝΝΝ Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 6
3. 3. Tính thay đi th tích do thay đi nhit đ hay áp sut. a) Do thay đi áp sut: ∆ β = − 1 V p V∆ p β p h s co th tích do thay đi áp sut Khi p = 1 ÷ 500 at và t = 4 ÷ 20 0C thì: βp = 5.10 5 (cm 2/KG) b) Do thay đi nhit đ: ∆ β = 1 V t V∆ t Vi điu kin áp sut bình thưng, đi vi nưc: ÷ 0 β 5 0 t = 4 10 C: t = 14.10 (1/t ) ÷ 0 β 5 0 t =10 20 C: t = 15.10 (1/t ). Tùy theo β cht lng đưc chia thành cht lng chu nén và khơng chu nén: β = 0 ( ρ = const): cht lng khơng chu nén. β ≠ 0 ( ρ ≠ const): cht lng chu nén. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 7
4. 4. Tính nht ca cht lng Th hin sc dính phn t gia các phn t cht lng hay gia cht lng vi cht rn. τ= ± µ du dn µ: H s nht (đ nht) N.s/m 2 hoc Poazơ (P) , 1P = 0.1Ns/m 2 Ngồi h s nht đng lc cịn dùng h s nht đng hc ν = µ/ρ (m 2/s, Stc St) 1St=1cm 2/s µ ≠0: Cht lịng thc µ = 0 và ρ =const: Cht lng lý tưng Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 8
5. 1.3. LC TÁC DNG VÀ NG SUT Lc khi: Là lai lc th tích tác đng lên tt c các phn t cht lng nm trong khi cht lng mà ta xét. Lc mt: Là ngoi lc tác dng lên b mt ca th tích cht lng ta xét hoc tác dng lên b mt nm trong khi cht lng ta xét. ng sut: dưi tác đng ca lc tác dng to ra ng sut ti các đim trong cht lng gm ng sut pháp và ng sut tip đưc th hin bng tenxo ng sut: σ τ τ x xy xz τ σ τ yx y yz τ τ σ zx zy z Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 9
6. CHƯƠNG II. THY TĨNH HC 2.1. ÁP SUT VÀ ÁP LC THY TĨNH ur ur P p = lim ω→0 ω P áp lc p áp sut thy tĩnh 2 Tính cht ca áp sut thy tĩnh
   Áp sut thy tĩnh tác dng thng gĩc vi din tích chu lc và hưng vào din tích y.
   Áp sut thy tĩnh ti mi đim bt kì trong cht lng bng nhau theo mi phương. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 10
7. 2.2. PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CÂN BNG ƠLE z dz pdx M pdx p - p + x 2 x 2 dy dx x y Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 11
8. 1. Thit lp phương trình Gi p áp sut thy tĩnh. F(F x,F y,F z) lc khi đơn v. Cân bng lc tác dng lên khi cht lng theo các phương ta đưc phương trình vi phân cân bng Ơle tĩnh:  1 ∂p F − = 0  x ρ ∂  x  ∂ − 1 p = − Fy 0 2( )1  ρ ∂y  ∂ − 1 p = Fz 0  ρ ∂z Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 12
9. 2. ðiu kin cân bng: Nhân nhng phương trình trong h (21) riêng bit vi dx, dy, dz ri cng v vi v ta cĩ:  ∂ ∂ ∂  + + − 1  p + p + p  = F( xdx Fydy Fzdz )  dx dy dz  0 ρ  ∂x ∂y ∂z   ∂p ∂p ∂p   dx + dy + dz  = dp  ∂x ∂y ∂z  dp Hay : F( dx + F dy + F dz ) − = 0 2( − )2 x y z ρ Nhn xét: V phi ca phương trình (22) là vi phân tồn phn ca hàm p. Như vy, phương trình ch cĩ nghĩa nu v trái ca nĩ cũng phi là vi phân tồn phn ca hàm s nào đĩ. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 13
10. + + = − − Vay F( xdx Fydy Fzdz ) (d U) 2( )3 Lc khi tha mãn phương trình (23) gi là lc khi cĩ th. Khi đĩ: dp dU + = 0 2( − )4 ρ 3. Mt đng áp, mt đng th:
    Mt đng áp là mt mà mi đim trên đĩ cĩ áp sut gi giá tr khơng đi (p=const).
    Mt đng th là mt mà mi đim trên đĩ hàm th gi giá tr khơng đi (U=const). Như vy t phương trình (24) cĩ th nhn thy khi cht lng trng thái cân bng thì mt đng áp đng thi cũng là mt đng th. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 14
11. 2.3. CÂN BNG TRONG TRƯNG TRNG LC. 1. Phương trình cơ bn thy tĩnh. z po zo h z M g x y Xét l c kh i l à tr ng l c t ác đ ng lên kh i ch t l ng khi đ ĩ: Fx = F y = 0, F z = g Thay c ác l c kh i đơn v vào phương tr ình Ơle t ĩnh trên ta cĩ: Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 15
12. p z + = C 3( − )1 γ (31) gi là phương trình cơ bn thy tĩnh dng 1 hay quy lut phân b ASTT. Thay z = z o, p = p o vào (31), sau khi bin đi ta đưc: p = p o + γ(z o - z) = po + γh (3-2) (32) gi là phương trình cơ bn thy tĩnh dng 2 là phương trình đi tính áp sut ti mt đim. trong đĩ
    p0: áp sut ti mt phân chia cht lng.
    h: đ sâu t mt phân chia cht lng đn đim cn tính áp sut. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 16
13. 2. Mt đng áp: Thay p = const vào (31), ta đưc: z = C 1 (33) (33) là phương trình mt đng áp. 3. Phân loi áp sut
    Áp sut tuyt đi: ptđ = p 0 + γh
    Áp sut dư: Khi p tđ > p a thì: pd = p tđ pa > 0 (p a = 1atm là áp sut khí tri điu kin bình thưng) Khi p 0 = p a thì pd = γh
    Áp sut chân khơng: Khi p tđ 0 Áp sut ti mt đim cĩ th đo bng chiu cao ct cht lng k t đim đang xét đn mt thống ca ct cht lng đĩ: h = p/ γ Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 17
14. 4. Ý nghĩa:
    V mt hình hc z: cao đ v trí p/ γ : ð cao áp sut Kt lun: Tng cao đ v trí và đ cao áp sut là khơng thay đi
    V mt năng lưng z: V năng đơn v p/ γ: Áp năng đơn v Kt lun: Tng v năng đơn v và áp năng đơn v là khơng thay đi. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 18
15. 5. BIU ð ÁP SUT ð ÁP LC T cơng thc (32) biu din s thay đi áp sut trên mt din tích ta s đưc biu đ phân b áp sut. Nu biu din đ cao áp sut thì ta đưc biu đ phân b áp lc. Biu đ phân b áp sut. Biu đ phân b áp lc. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 19
16. 6. ðnh lut Pascal. p1 = p 0 + γh p2 = (p 0 +p') + γh Hay p2 p1 = p' Áp sut do ngoi lc tác đng trên b mt cht lng đưc truyn đi nguyên vn ti mi đim trong cht lng. P1 P2 po po+ p' Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 20
17. P1 P2 Kích thy lc = = P1 > P2 S'p 2 S2 P1 S1 = η S2 Hay P2 P. 1 S1 η - Hi u su t máy, η < 1. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 21
18. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 22
19. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 23
20. 2.4. ÁP LC CHT LNG LÊN THÀNH PHNG Áp lc lên thành phng là tng hp ca các lc song song và cùng chiu. Gi áp lc tng hp là. Ta cn xác đnh đ ln và đim đt ca P. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 24
21. 1. Xác đnh đ ln ca áp lc Gi s mt hình cĩ din tích S nm trong mt phng nghiêng mt gĩc α so vi mt phng ngang. Trên din tích S ta ly mt din tích nguyên t dS vơ cùng nh, áp lc nguyên t dP tác đng lên dS là: dP = p.dS vi p = p 0 + h γ Tích phân biu thc trên ta s đưc áp lc tng hp P ca cht lng lên din tích S là: P = p c.S = (p 0 + h cγ). S (41) Nu mt thống ca cht lng tip xúc vi khí tri thì: pc = h cγ và áp lc dư P d lên din tích S là: Pd = γ.hc.S (42) Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 25
22. 2. Xác đnh đim đt ca áp lc Áp dng đnh lý Vanrinhơng: “Mơmen ca hp lc đi vi mt trc bng tng mơmen ca các lc thành phn đi vi trc đĩ”. Xét trong bài tốn ca ta, ly mơmen vi trc Ox: = Pd y. D ∫ dP d y. S Sau khi tích phân ta đưc: = + JC − yD yC 4( )3 yCS Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 26
23. trong đĩ: yC to đ trng tâm, h C = y C.sin α hC đ sâu trng tâm Jc là mơmen quán tính ca S ng vi trc song song vi Ox và đi qua trng tâm C. Jc mt s hình: 4
    Hình trịn đưng kính d: Jc = ∏d /64 3
    Hình ch nht: Jc = b.h /12 (b; h: B rng và chiu cao) Như vy đim đt áp lc luơn sâu hơn trng tâm hình phng. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 27
24. 3. Phương pháp đ gii (phương pháp này áp dng cho hình phng là hình ch nht cĩ mt cnh song song vi mt thống) V biu đ phân b AS. γ h1 h Tính áp lc: 1 P P = Ώp.b (44) B h ðim đt: đi qua trng 2 tâm biu đ phân b AS γh + Biu đ dng hình thang: 2 D A 2h + h a AD = 1 2 + h1 h 2 3 a + Biu đ dng hình tam giác: AD = 3 Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 28
25. 2.5. ÁP LC CHT LNG LÊN THÀNH CONG Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 29
26. Ly trên AB mt phân t din tích dS, đ sâu h khi đĩ: dP = γhdS Phân tích dP ra làm 2 thành phn dP x, dP z: α dP x = dP cos (1) α dP z = dP sin (2) Tích phân (1) và (2) s đưc áp lc theo phương ngang và phương thng đng: 1. Áp lc theo phương ngang: γγγ Px = hcx .S x (51) trong đĩ: Sx hình chiu ca S lên mt phng vuơng gĩc vi trc Ox. hcx đ sâu trng tâm din tích S x. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 30
27. 2. Áp lc theo phương thng đng: γγγ Pz = V (52) trong đĩ: V vt th áp lc. Pz mang giá tr dương khi áp lc cĩ xu hưng đi xung và Pz mang giá tr âm khi áp lc cĩ xu hưng đi lên 3. Áp lc tng hp: Tr s: = 2 + 2 − P Px Pz 5( )3 ðim đt: đi qua tâm ca din tích chu lc S và to vi phương nm ngang mt gĩc α cĩ:` P tg α = z 5( − )4 Px Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 31
28. CHƯƠNG III. CƠ S ðNG LC HC 3.1. KHÁI NIM 1 Các phương pháp NC chuyn đng ca cht lng a) Phương pháp Lagrange = ( ) x f1 x0 y, 0 z, 0 t,  = () y f2 x0 y, 0 z, 0 t,  = () z f3 x0 y, 0 z, 0 t, b) Phương pháp Euler = ( ) ux f1 t,z,y,x  = () uy f2 t,z,y,x  = () uz f3 t,z,y,x  = () p f4 t,z,y,x Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 32
29. 2. Chuyn đng n đnh và khơng n đnh Q 1 1 2 Рu?ng d тng Рu?ng d тng t t Qu? d?o 1 Qu? d?o 1 t 2 t2 Chuyn đng khơng n đnh Chuyn đng n đnh Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 33
30. 3. Qu đo và đưng dịng Qu đo: Phương trình qu đo: dx dy dz = = = dt 1( − )1 Ux U y Uz ðưng dịng: Phương trình đưng dịng: dx dy dz = = 1( − )2 Ux U y Uz Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 34
31. 4. ng dịng, dịng nguyên t cht lng, dịng chy
    Qua tt c các đim ca mt đưng cong khép kín vơ cùng nh ta v các đưng dịng thì tp hp các đưng dịng này to thành mt ng dịng .
    Ngưi ta gi khi lưng cht lng bên trong ng dịng là dịng nguyên t cht lng.
    Tp hp vơ s các dịng nguyên t trên mt mt ct hu hn to thành dịng chy cht lng. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 35
32. 5. Mt ct ưt, chu vi ưt, bán kính thy lc.
    Mt ct ưt:
    Chu vi ưt:
    Bán kính thu lc: R = S/P 6. Lưu lưng và lưu tc trung bình
    Lưu lưng nguyên t: dQ = u.dS =
    Lưu lưng: Q u∫ . dS S u∫ . dS
    Lưu tc trung bình: Q V = = S S S Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 36
33. 3.2. PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TC 1. Vi dịng nguyên t: Áp dng đnh lut bo tồn khi lưng cho đon dịng nguyên t: u1.dt.dS 1.ρ = u 2.dt.dS 2.ρ Sau khi bin đi ta đưc: dQ = u.dS (21) s1 s2 u1 A B B' A' u2 Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 37
34. 2. Vi tồn dịng chy. Tích phân biu thc (21) ta đưc: Q = V.S (22) trong đĩ: Q lưu lưng tồn dịng, m 3/s. V lưu tc trung bình, m/s. S din tích mt ct ngang, m 2. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 38
35. 3.3. PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CHUYN ðNG CHO CHT LNG LÝ TƯNG z dz pdx M pdx p - p + x 2 x 2 dy dx x y Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 39
36. Gi: p áp sut thy đng ti tâm khi F(F x, F y, F z) lc khi đơn v. U(u x, u y, u z) lưu tc ti tâm khi Cân bng lc tác dng và lc quán tính theo các phương:  1 ∂p du F − = x  x ρ ∂  x dt  ∂ du − 1 p = y − Fy 3( )1  ρ ∂y dt  ∂ − 1 p = du z Fz  ρ ∂z dt Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 40
37. ` 3.4. PHƯƠNG TRÌNH BERNOULLI CHO DỊNG NGUYÊN T. 1. Vi cht lng lý tưng. Nhân ln lưt phương trình Ơle đng vi dx, dy, dz ri cng v vi v, ta đưc: 1  ∂p ∂p ∂p  du du du  + + −  + +  =  x + y + z  F( xdx Fydy Fzdz )  dx dy dz   dx dy dz  )1( ρ ∂x ∂y ∂z   dt dt dt  Xét lc khi ch là trng lc: Fx = Fy = 0; Fz = g (2) Vi chuyn đng n đnh: p = f(x, y, z) nên ta cĩ:  ∂p ∂p ∂p   dx + dy + dz  = dp )3(  ∂x ∂y ∂z  Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 41
38. và:    2  du x du y du z u  dx + dy + dz  = d  )4(  dt dt dt   2  Kt hp (1), (2), (3) và (4) ta đưc: p u2 z+ + = C 4( − )1 γ g2 p u2 p u2 Hay : z + 1 + 1 = z + 2 + 2 4( − )2 1 γ g2 2 γ g2 (41), (42) gi là phương trình Bernoulli cho dịng nguyên t cht lng lý tưng, chuyn đng n đnh. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 42
39. 2. Vi cht lng thc: Gi hw là tn tht năng lưng đơn v dịng nguyên t khi dịng nguyên t chuyn đng t mt ct 1 đn mt ct 2, khi đĩ ta s cĩ phương trình Bernoulli cho dịng nguyên t cht lng thc như (43): p u2 p u2 z + 1 + 1 = z + 2 + 2 +hw 4( − )3 1 γ g2 2 γ g2 Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 43
40. 3. Ý nghĩa: a) Ý nghĩa năng lưng: z th năng đơn v v trí. p/ γ th năng đơn v áp sut. z + p/ γ th năng đơn v. u2/2g đng năng đơn v. p u2 z+ + cơ năng đơn v. γ g2 Vy cơ năng đơn v là hng s vi cht lng lý tưng và gim dn vi cht lng thc. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 44
41. b) Ý nghĩa hình hc: z cao đ v trí. p/ γ đ cao áp sut. Ht = z + p/ γ ct áp tĩnh. 2 Hđ = u /2g đ cao lưu tc hay ct áp đng. p u2 H = z+ + ct áp tồn phn. γ g2 Vy ct áp tồn phn là hng s vi cht lng lý tưng và h thp dn vi cht lng thc. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 45
42. ðưng năng, đưng đo áp:
    ðưng đo áp: ðưc đc trưng bi đ dc đo áp:  p  dz +   γ  J = − p dl
    ðưng năng: là đưng luơn đi xung. ðưc đc trưng bi đ dc thy lc:  p u 2  dz + +   γ 2g  J = − > 0 dl Khi đưng năng là đưng thng: J = hw/l Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 46
43. Duo 2 ng n u1 ang hw 2g D uong do 2 ap u2 2g p1 γ p2 τ γ z1 z2 Mat chuan nam ngang Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 47
44. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 48
45. 3.5. PHƯƠNG TRÌNH BERNOULLI CHO TỒN DỊNG CHT LNG THC CHY N ðNH 1 ðt vn đ Phương trình Bernoulli cho tồn dịng chy khơng đu đi dn vi các gi thit:
    Các đưng dịng gn là các đưng thng song song, thành phn nm ngang ca vn tc rt nh cĩ th b qua, ta ch xét thành phn vn tc dc trc.
    Mt ct ưt đưc coi như mt phng, các đưng dịng vuơng gĩc vi mt ct ưt đĩ.
    Áp sut phân b theo quy lut thu tĩnh. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 49
46. 2. Phương trình Bernoulli cho tồn dịng chy Phương trình Bernoulli biu din đnh lut năng lưng. ð m rng phương trình ngưi ta nhân phương trình Bernoulli cho dịng nguyên t vi γdQ ri tích phân trên các mt ct. Khi đĩ phương trình Bernoulli cho tồn dịng chy cĩ dng: p α V2 p α V2 z + 1 + 1 1 = z + 2 + 2 2 +hw 5( − )1 1 γ g2 2 γ g2 12 vi α là h s sa cha đng năng hay h s Coriolis (α = 1.05 1.10 vi dịng chy ri) u 2 γdQ u3dS ∫ 2g ∫ α = S = S 5( − )2 V2 V2Q γQ 2g Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 50
47. Chú ý:
    5 điu kin: dịng chy n đnh, lc khi ch là trng lc, cht lng khơng nén đưc, lưu lưng khơng đi, ti mt ct tính tốn dịng chy phi là đi dn.
    Áp sut p1 và p2 phi là cùng loi.
    α1, α2 là khác nhau. Nhưng nu ti mt ct tính tốn dịng chy cùng mt trng thái thì coi chúng bng nhau. p αV2 z + + 1 γ g2 là ging nhau cho mi đim trên cùng mt mt ct ưt nên khi vit phương trình Bernoulli cĩ th tuỳ ý chn đim nào trên mt ct ưt cũng đưc. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 51
48. 3.4. PHƯƠNG TRÌNH BIN THIÊN ðNG LƯNG Phương trình bin thiên đng lưng vi vt rn cĩ khi lưng m và vn tc khi tâm là U: dk d(mu) = = F dt dt Mat kiem tra 1 1' u 2 1 2' u 1 1' 2 2 2' Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 52
49. 
    Vi dịng nguyên t: → d K → → ⇒ = ρdQ u( − u ) 7( − )1 dt 2 1
    Vi tồn dịng: Tích phân phương trình (71), ta đưc: → → → ρ α − α = − ⇒ Q( 02 V2 01 V1) ∑ Fi 7( )2
    ðng lưng (ρQV ) ca cht lng mang du ( +) nu cht lng đi ra khi mt kim tra, mang du ( ) nu đi vào. Khi đĩ: → → ρ α = − ⇒ ∑ Q j j Vj ∑ Fi 7( )3 Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 53
50. KT LUN Các phương trình cn chú ý:
    Phương trình liên tc: Q = V.S.
    Phương trình Bernoulli: p α V2 p α V2 z + 1 + 1 1 = z + 2 + 2 2 +hw 4( − )3 1 γ g2 2 γ g2 12
    Phương trình bin thiên đng lưng: → → ρ α = − ∑ Q j j Vj ∑ Fi 7( )3 Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 54
51. Chương 4. TN THT CT CHT LNG 4.1. NHNG DNG TN THT ð tin nghiên cu, tn tht đưc chia làm hai dng:
    Tn tht dc đưng: hd
    Tn tht cc b: hc = + − hw ∑ hc ∑ hd 1( )1 l V2 h = λ 1( − )2 d d 2g V2 h = ξ 1( − )3 c 2g λ h s ma sát. ξ h s tn tht cc b. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 55
52. 4.2 HAI TRNG THÁI CHY
    Dịng chy trng thái chy tng.
    Dịng chy trng thái chy ri. ð phân bit trng thái dịng chy ngưi ta dùng s Reynolds: d.V Re = 2( − )1 ν Re ≤ 2000 : dịng chy trng thái chy tng Re ≥ 4000 : dịng chy trng thái chy ri Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 56
53. 4.3. PHƯƠNG TRÌNH CƠ BN CA DỊNG CHY ðU τ = γ − o RJ 3( )1 R bán kính thy lc. J đ dc thy lc, J=h d/L 1 L τ p1 2 τ V 1 p z 2 1 G α 2 z2 Mat chuan nam ngang Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 57
54. 4.4. DỊNG CHY TNG TRONG NG TR TRỊN 1. ng sut tip: Theo phương trình cơ bn dịng chy đu: d r τ = γRJ = γJ = γJ o )1( o 4 2 r Vi mt phn dịng chy đu: τ = γJ )2( 2 τ = τ r − ⇒ o 4( )1 ro o τ o r umax =u o d r r u d r Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 58
55. 2. Lưu tc thc. du Theo cơng thc Newton: τ = −µ )3( dr Kt hp (2) và (3), ta đưc: γJ ⇒ u = − r 2 + C 4( − )2 4µ Thay điu kin biên: r = r o; u = 0, ta đưc quy lut phân b lưu tc thc là quy lut Paraboloit (43): γJ u = r( 2 − r 2 ) 4( − )3 4µ o  γJ u = r 2  max 4µ o 4( − )4  = u min 0 Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 59
56. 3. Lưu lưng. Ta cĩ: Q =u∫ . dS S Thay u theo (43) và dS = 2 π rdr , sau khi tích phân ta đưc: γJ γJ Q = πr 4 = πd4 4( − )5 8µ 0 128 µ 4. Lưu tc trung bình. π 2 T Q = V.S , thay Q theo (45) và S = ro ta đưc: γJ u V = r 2 = max 4( − )6 8µ 0 2 Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 60
57. 5. H s ma sát. ρ 2 µ g hd d 32 l. T (46) ta cĩ: V = ⇒ h = V 8µ l 4 d gρd2 64 l V2 l V2 Hay h = = λ 4( − )7 d d.V d 2g d 2g ν Vy h s ma sát ca dịng chy tng trong ng tr trịn: 64 λ = 4( − )8 Re 6. H s Coriolis. ∫ u3dS α = S = 2 4( − )9 V2Q Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 61
58. 4.5. DỊNG CHY RI TRONG NG TR TRỊN 1. Lưu tc. Ux lưu tc thc, luơn thay đi theo thi gian. Ux lưu tc trung bình thi gian, cĩ th thay đi theo thi gian hoc khơng thay đi. U'x lưu tc mch đng U'x Ux t Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 62
59. 2. ng sut tip. τ τ τ = tng + ri (51) trong đĩ: τ ng sut tip ca dịng chy. τ tng ng sut tip do tính nht gây ra, đưc xác đnh theo cơng thc ca Newton: du τ = ±µ 5( − )2 tan g dy u lưu tc trung bình thi gian. y khong cách t thành ng đn đim đang xét. τ ri ng sut tip do do hin tưng lơi đi, kéo li (xáo trn) gia các phân t cht lng khi chúng chuyn đng hn lon gây ra, đưc xác đnh theo mt s cơng thc ca các tác gi: Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 63
60. 
    Theo Butxinetxco (1887): du τ = η 5( − )a3 roi dy η - h s nht ri
    Theo Reynolds (1895): τ = −ρ ' ' − roi Ux U y 5( )b3
    Theo Prandtl (1926): 2  du  τ = ρ 2   − roi l   5( )c3  dy  l đ dài đưng xáo trn. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 64
61. 3. Phân b lưu tc thc. Trong dịng chy ri, coi ng sut tip do tính nht gây ra là rt nh, vì vy theo Prandtl: 2  du  τ du τ = τ = ρ 2   ⇒ = roi l   .l )1(  dy  ρ dy l = k.y (2) k hng s Kappa, k = 0,4 τ τ = u = 0 )3( ρ * ρ u* lưu tc đng lc. τ o ng sut tip sát thành ng (y = 0) Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 65
62. Kt hp (1), (2) và (3), sau khi tích phân ta đưc: u u = * ln y + C 5( − )4 k Theo (54) quy lut phân b lưu tc dịng chy ri trong ng tr trịn là quy lut Logarit, cĩ lưu tc ln nht trc ng (y = r 0): u u = * ln r + C 5( − )5 max k o Kt hp (54) và (55): u − u 1 r max = ln o 5( − )6 u* k y Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 66
63. 4. Lp mng chy tng; thành trơn, thành nhám thy lc. ∆ chiu cao m nhám, ph thuc vào vt liu làm ng và điu kin khai thác. δt chiu dày lp mng chy tng. 30 d δ = 5( − )7 t Re λ Loi roi Mo nham Lop mong chay tang Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 67
64. Phân bit các khu vc dịng chy ri: a) Theo chiu dày lp mng chy tng: ∆ * δt > 4. lp mng chy tng ph kín các m nhám, gi là chy ri thành trơn. Khi đĩ: λ = f(Re) ∆ * δt < /6 lp mng chy tng khơng ph đưc các m nhám, gi là chy ri thành hồn tồn nhám hay khu sc cn bình 2 phương: h d = f(v ). Khi đĩ: λ = f( ∆/d) ∆ ∆ * /6 <δt < 4. lp mng chy tng ph đưc mt phn các m nhám, gi là chy ri thành khơng hồn tồn nhám. Khi đĩ: λ = f(Re, ∆/d) Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 68
65. b) Theo s Reynolds gii hn: * Theo Altshoul:  d Re =10  tron ∆  5( − )8 d Re = 500  nham ∆ Khi đĩ: Re Re nhám : chy ri thành hồn tồn nhám. Re trơn < Re < Re nhám : chy ri thành khơng hồn tồn nhám. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 69
66. 4.6. CƠNG THC TÍNH TN THT DC ðƯNG 1. Cơng thc tính tn tht dc đưng. l V2 h = λ 6( − )1 d d 2g 2. Cơng thc tính h s ma sát: a) Vi dịng chy tng: 64 λ = 6( − )2 Re Chú ý: Cơng thc (62) đúng cho dịng chy trong ng tr trịn. Vi dịng chy trong các mt ct khác thì phi thay s 64 bng mt s khác (VD vi kênh h thì thay 64 bng 24) Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 70
67. b) Vi dịng chy ri:
    Chy ri thành trơn: Cơng thc ca Bơlariut (1912) khi 4000 ≤ Re ≤ 10 5: ,0 3164 λ = 6( − )3 Re 4/1 Cơng thc ca Conacop (1947) khi Re > 10 5: 1 λ = 6( − )4 ( 1 , 8Re lg− )5,1 2 Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 71
68. 
    Chy ri thành hồn tồn nhám: Cơng thc ca Nicurats: 1 λ = 6( − )5  d 2 2 lg1+ . 14  ∆ 
    Chy ri thành khơng hồn tồn nhám: Cơng thc ca Altshoul:  ∆ 68 2 λ0= , 11 +  6( − )6  d Re  Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 72
69. 4.7. CƠNG THC SEZI. 1. Cơng thc Sezi. V = C RJ 7( − )1 trong đĩ: V lưu tc trung bình. J đ dc thy lc. C h s Sezi, m 1/2 /s Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 73
70. 2. Mt s cơng thc xác đnh h s Sezi.
    Cơng thc ca Maninh: 1 C = R 6/1 7( − )2 n n h s nhám, n ≤ 0,02 R bán kính thy lc.
    Cơng thc ca Phoocorayme: 1 C = R 5/1 7( − )3 n n h s nhám, n ≤ 0,03
    Cơng thc ca Pavolopxky: 1 C = R y 7( − )4 n y = y(n, R) =0− , 13+ 5,2 n0− , 75( n − )1,0 R Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 74
71. 4.8. TN THT CC B. Tn tht cc b xy ra nhng nơi dịng chy b bin dng hoc đi phương. Cơng thc tng quát cĩ dng: V2 h = ξ 8( − )1 c 2g 1. Dịng chy đt ngt m rng: 1 Khu lu?ng ch нnh 2 V1, S 1 S2 > S 1 V2 < V 1 1 2 Khu xo бy Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 75
72. Gi thit:
    Chuyn đng n đnh.
    B qua lc ma sát gia thành ng và dịng chy.
    Coi áp sut phân b đu trên mt ct ưt 11 và 22. S dng phương trình bin thiên đng lưng, kt hp vi phương trình Bernoulli. Sau khi rút gn ta đưc: 2 2 (V − V )2  S  V 2  S  V 2 = 1 2 =  − 1  1 =  2 −  2 − hcdm 1   1 8( )2 2g  S2  2g  S1  2g khi S 1 << S 2 (coi V 2 =0): V 2 h = 1 8( − )3 cdm 2g Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 76
73. 2. Dịng chy đt ngt thu hp: V1, S 1 S2 V 1  S  V 2 =  − 2  2 − hcdt 5,0 1  8( )4  S1  2g khi S 1 >> S 2 (coi V 1 =0): V 2 h = 5,0 2 8( − )5 cdt 2g Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 77
74. 4.9. DỊNG CHY QUA L. 1. Phân loi l.
    Theo chiu cao l: e  e H/10: l to.
    Theo chiu dày thành l: δ H δ  δ (3 - 4)e: l thành dày. e Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 78
75. 2. Dịng chy qua l nh, thành mng, ct áp khơng đi. Vit phương trình Bernoulli cho 11 và CC ly 1 1 00 làm chun: = ϕ − VC 2gH 9( )1 trong đĩ: H H ct áp tác đng lên l. φ h s lưu tc. Theo kt 0 C 0 qu thí nghim φ ≈ 0.97. VC Theo phương trình liên tc: C Q = µS 2gH 9( − )2 h s lưu lưng, = ε.φ ≈ 0,62. ε h s co hp, ε= S C/S ≈ 0,64. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 79
76. 4.10. DỊNG CHY QUA VỊI HÌNH TR, GN NGỒI, CT ÁP KHƠNG ðI. 1. Lưu lưng: 1 1 Vit phương trình Bernoulli cho 11 và 22 ly 00 làm chun: H C 2 = ϕ − 0 V 0 V 2gH ( 10 )1 VC Q = µS 2gH ( 10− )2 C 2 trong đĩ: H ct áp tác đng lên l. φ h s lưu tc, φ ≈ 0.82. h s lưu lưng, = φ ≈ 0,82. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 80
77. 2. Chân khơng ti mt ct co hp: Vit phương trình Bernoulli cho 11 và CC ly 00 làm chun: p − p  ϕ 2  h = a C = H  ()α + ξ −10≈ , 57H ( 01− )3 ck γ ε    trong đĩ: ε h s co hp, ε= S C/S ≈ 0,64 ξ h s tn tht vịi, ξ ≈ 0,06 Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 81
78. 4.11. TÍNH TỐN THY LC ðƯNG NG. 1. Khái nim.
    Phân loi:  Theo k t c u cĩ: ðưng ng đơ n gi n và ðưng ng ph c t p  Theo quan đim th y l c: ðưng ng dài và ðưng ng ng n.
    Cơng thc tính: Phương trình Bernoulli, phương trình liên tc và cơng thc tính tn tht năng lưng.
    Vi đưng ng dài trong khu sc cn bình phương thì s dng cơng thc Sezi: h Q2 Q2 Q = CS RJ = K J ⇒ J = d = ⇒ h = l l K 2 d K 2 trong đĩ: K moduyn lưu lưng, ph thuc kích thưc ng (d) và vt liu làm ng (n). Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 82
79. 2. ðưng ng dài ni tip. Vit phương trình Bernoulli cho hai mt thống ca b cha, b qua tn tht cc b: = = 2 li − H ∑ hdi Q ∑ 2 ( 11 )1 Ki H A H B 2 H 1 3 Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 83
80. 3. ðưng ng dài song song. B qua tn tht cc b và ct nưc lưu tc:  = Q ∑Qi   2 2 2 2 ( 11− )2 = = Q1 = Q2 = = Qi = = Qn H h di l1 2 l2 2 li 2 ln 2  K1 K 2 Ki K n H A H 1 B H Q1 2 Q A Q2 B Q 3 Q3 Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 84
81. PHN II: MÁY THY LC Chương 1: KHÁI NI ỆM MÁY TH ỦY L ỰC 1.1. MÁY THY LC CÁC THƠNG S CƠ BN CA MÁY THY LC 1. Phân loi máy thu lc.
    Theo tính cht trao đi năng lưng ðng cơ thu lc. Máy bơm. Máy thu lc thun nghch.
    Theo nguyên lý tác dng ca MTL vi cht lng: MTL cánh dn: MTL th tích: Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 85
82. 2. Thơng s cơ bn ca máy thu lc a. Ct áp: p − p α v2 − α v2 H = ∆e = e − e = Z( − Z ) + B A + B B A A 1( − )1 B A B A γ 2g p − p H = Z( − Z ) + B A BB t B A γ α v2 − α v2 H = B B A A d 2g A A
    H>0: máy bơm.
    H<0: ðC thu lc.
    Ht ct áp tĩnh.
    Hđ ct áp đng. H = H t + H đ (12) Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 86
83. b. Lưu lưng: Q (m 3/s). c. Cơng sut.
    Cơng sut thu lc: là cơ năng mà cht lng trao đi vi máy trong mt đơn v thi gian. γ. NTL = Q.H (13)
    Cơng sut làm vic: là cơng sut trên trc ca máy khi làm vic: η Vi máy bơm: N = N TL / (14) η Vi đng cơ: N = .N TL (15) η − Hiu sut ca máy ( η < 1 ) Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 87
84. d. Hiu sut: ðánh giá tn tht năng lưng trong quá trình máy trao đi năng lưng vi cht lng. Tn tht năng lưng trong máy gm 3 loi:
    Tn tht ct áp ca dịng chy qua máy gi là tn tht η thu lc: hiu sut thu lc hay hiu sut ct áp: H
    Tn tht do rị r cht lng làm gim lưu lưng gi là tn η tht lưu lưng: Q.
    Tn tht ma sát ca các b phn cơ khí ca MTL gi là tn η tht cơ khí: C η η η η Vy: = H Q C (16) ð th th hin mi quan h ca các thơng s MTL gi là đưng đc tính. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 88
85. 1.2. MÁY THY LC CÁNH DN. 1. Khái nim B phn quan 6 6 trng và đin hình 7 9 9 7 2 nht ca MTL cánh 4 2 1 1 3 dn là bánh cơng tác. 4 Bánh cơng tác đưc 3 cu to bi các bn Po cánh (thưng cĩ dng Po mt cong) gi là các cánh dn và các b 5 5 phn c đnh khác. Bánh cơng tác gn cht vi trc, khi làm 8 vic s quay trong 8 mơi trưng cht lng. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 89
86. Mt s loi BCT ca bơm ly tâm Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 90
87. Qu đo chuyn đng ca các phân t cht lng qua bánh cơng tác rt phc tp, đ đơn gin trong tính tốn ngưi ta thưng gi thit:
    Dịng chy qua bánh cơng tác bao gm các dịng nguyên t như nhau.
    Qu đo chuyn đng tương đi ca các phân t cht lng trong bánh cơng tác theo biên dng cánh dn. ðiu kin đ cĩ dịng chy theo gi thit trên:
    Bánh cơng tác cĩ s cánh dn nhiu vơ cùng và mi cánh mng vơ cùng.
    Cht lng làm vic là cht lng lý tưng. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 91
88. Chuyn đng ca các C2 U phân t cht lng qua bánh 2 α cơng tác đưc đc trưng 2 W1 C1 bi các vn tc: → W α c vn tc tuyt đi. 2 1 R2 → R1 U1 u – vn tc vịng ca Cð theo, cĩ phương vuơng gĩc l1 vi hưng kính. l2 → w – vn tc tương đi, tip tuyn vi biên dng cánh dn. → → → c = u+ w cu – hình chiu ca c lên phương u cm – hình chiu ca c lên phương thng gĩc vi u Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 92
89. 2. Phương trình cơ bn ca máy thu lc cánh dn. Áp dng phương trình bin thiên mơ men đng lưng vi trc ca máy ta đưc phương trình mơ men ca máy thy lc cánh dn và phương trình ct áp : ρ α α M = QLT (±c1.R 1cos 1 c2.R 2cos 2) (21) Du trên ng vi bơm, du dưi ng vi tuabin. Cân bng cơng sut thy lc và cơng sut thc t khi b qua các tn tht ta đưc phương trình ct áp: ± u c − u c H = 2 2u 1 1u 2( − )2 LT g (22) gi là phương trình cơ bn ca máy thu lc cánh dn hay phương trình ct áp ca MTL cánh dn. Du trên ng vi bơm, du dưi ng vi tuabin. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 93
90. Khai trin phương trình (22), vi máy bơm: u 2 − u 2 w 2 − w 2 c2 − c2 H = 2 1 + 1 2 + 2 1 2( − )3 lt 2g 2g 2g u 2 − u 2 w 2 − w 2 H = 2 1 + 1 2 2( − )4 t 2g 2g c2 − c2 H = 2 1 2( − )5 đ 2g Ht, H đ ct áp tĩnh và đng. Vy: Hlt = H t + H đ (26) Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 94
91. 1.3. MÁY BƠM 1. Cơng dng và phân loi:
    Bơm là MTL bin đi cơ năng ca đng cơ thành năng lưng đ vn chuyn cht lng hoc to lên áp sut cn thit trong h thng truyn dn thu lc.
    Phân loi bơm: 4 a) Theo nguyên lý làm vic: 4 4 Bơm cánh dn. B? ch?a Bơm th tích. b) Theo cơng dng: k2 Bơm cp nưc ni hơi. 3 3 4 Z AK Bơm du. y k CK 1 2 Bom 2 3 Z 2 c) Theo phm vi ct áp. Z p Bơm cĩ ct áp cao. 1 1 1 Bơm cĩ ct áp trung bình. B? h ъt Bơm cĩ ct áp thp. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 95
92. 2. Các thơng s cơ bn ca máy bơm: η Các thơng s ca bơm gm: Q, H, N, , [H ck ].
    Lưu lưng: Q
    Ct áp: là năng lưng đơn v mà bơm truyn cho cht lng: p − p v2 − v2 H = 3 2 + 3 2 + y 3( − )1 γ 2g p2 = p a pCK ; p3 = p a + p AK ; pCK ; p AK – tr s đc trên chân khơng k và áp k. Thay vào (21) ta đưc: p + p v2 − v2 H = AK CK + 3 2 + y 3( − )2 γ 2g Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 96
93. Mt khác theo phương trình Bernoulli: − 2 − 2 = p4 p1 + + v4 v1 + − H z4 ∑h w 3( )3 γ 2g p − p H = 4 1 + z t γ 4 H 2 − 2 v4 v1 = + 2 Hđ ∑h w d 2g .Q H =k d Ht, H đ ct áp tĩnh, ct áp đng. H Hay H = H t + H đ (34) Biu din (33) trên đ th ta đưc Q đưng đc tính ca h thng hay đc lưi tuyn. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 97
94. 
    Cơng sut và hiu sut. γ NLT = QH (35) η Cơng sut làm vic: N = N LT / . η hiu sut bơm. Cơng sut đng cơ: Nđc = K.N. K – h s an tồn.
    Ct áp hút và chiu cao hút ca bơm. ð chênh lch áp sut gia ming hút ca bơm và mt thống ca b hút là ct áp hút ca bơm: p − p H = 1 2 3( − )6 h γ Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 98
95. Nu p 1 = p a: p − p H = H = a 2 3( − )7 h CK γ Vit phương trình Bernoulli cho hai mt ct (11) và (22): − 2 = p1 p2 = + v2 + − Hh zh ∑h w 3( )8 γ 2g ð tránh hin tưng xâm thc thì ct áp hút phi tho mãn: Hh ≤ [H CK ] chiu cao chân khơng cho phép. Vy chiu cao đt bơm cho phép: 2 = − v2 − − z[ h ] [HCK ] ∑h w 3( )9 2g 0 [H CK ] – tra bng ng vi p = 1at; t = 20 C. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 99
96. Chương 2. MÁY BƠM 2.1. BƠM LY TÂM . 1. Khái nim.
    Kt cu: 6 6 7 9 Xét v mt cu to, bơm 9 7 2 4 li tâm bao gm các b 2 1 1 3 phn ch yu sau: 4 1. Trc bơm 3 2. Bánh cơng tác Po Po 3. Cánh dn 4. Thân bơm 5 5 5. ng hút 6. ng đy 7. ng loa 8 8 8. Lưi hút 9. Khố mi bơm Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 100
97. 
    Ưu đim: Bơm đưc nhiu loi cht lng. Phm vi s dng ln và năng sut cao. + Q = 2 – 70.000m 3/h + N = 1 – 6.000kW. + n = 730 – 6.000v/ph Kt cu nh, gn, chc chn, làm vic tin cy. Hiu sut tương đi cao: η=0,65~0,90 Giá thành tương đi r. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 101
98. 
    Phân loi bơm. + Theo ct áp ca máy bơm: Ct áp thp: H 60mH 2O. + Theo s bánh cơng tác lp trong bơm: Bơm 1 cp (1 bánh cơng tác). Bơm nhiu cp: gm nhiu bánh cơng tác lp ni tip nhau đ to ra ct áp ln hơn. + Theo cách dn cht lng vào bánh cơng tác: Bơm 1 ming hút Bơm 2 ming hút Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 102
99. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 103
100. 
     Nguyên lý làm vic. Trưc khi làm vic phi mi bơm cho thân bơm và ng hút đy cht lng. 6 6 Bánh cơng tác quay, các phân 7 9 9 7 2 t cht lng trong bánh cơng tác dưi 4 2 1 3 nh hưng ca lc ly tâm b dn t 1 4 trong ra ngồi, chuyn đng theo các 3 máng dn và đi vào ng đy vi áp Po sut cao hơn, đây là quá trình đy. Po ðng thi, li vào ca bánh cơng tác to nên vùng cĩ áp sut 5 5 chân khơng và dưi tác dng ca áp sut trong b cha ln hơn áp sut li vào ca bơm, cht lng b cha 8 8 liên tc b đy vào bơm theo ng hút. ðây là quá trình hút ca bơm. Quá trình hút và đy ca bơm là mt quá trình liên tc, to nên dịng chy liên tc qua bơm. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 104
101. 2. Lý thuyt cơ bn v bơm ly tâm. a. Phương trình cơ bn. Như phương trình cơ bn ca MTL cánh dn, nhưng α 0 trong bơm ly tâm ngưi ta thit k sao cho 1 = 90 , vì vy phương trình cĩ dng: u c H = 2 2u 1( − )1 LT g U2 C2 α2 1 W C1 W2 α1 R2 U1 R1 Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 105
102. b. Ct áp thc t. Ct áp tính theo các cơng thc trên là ng vi các gi thit ca MTL. Trong thc t các gi thit đĩ khơng tho mãn. Do đĩ, ct áp thc t phi nh hơn ct áp trên: ε η H = z. H.H LT (12) ε z – h s k đn s canh dan trong bánh cơng tác cĩ ε hn, z ≈0,8 η η H – hiu sut ct áp. ( H = 0,70 – 0,90) c. Lưu lưng ca bơm ly tâm. π Lưu lưng lý thuyt: QL = C m. .D.b (26) η Lưu lưng thc t: Q = QQL (27) Cm – Hình chiu ca vn tc tuyt đi c lên phương vuơng gĩc vi u. D, b đưng kính và b rng bánh cơng tác. η η Q hiu sut lưu lưng, Q = 0,95 – 0,98. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 106
103. 3. ðưng đc tính ca bơm ly tâm. η Các quan h: H = f 1(Q); N = f 2(Q); = f 3(Q) biu th đc tính làm vic ca bơm: Biu din dưi dng phương trình gi là phương trình đc tính; biu din dưi dng đ th là đưng đc tính. Các đưng đc tính xây dng t tính tốn gi là đưng đc tính tính tốn. Nu xây dng t thc đo gi là đưng đc tính thc nghim. ðưng đc tính H = f 1(Q) là đưng đc tính quan trng nht gi là đưng đc tính cơ bn. n = const: gi là đưng đc tính làm vic. n ≠ const: gi là đưng đc tính tng hp.
     Cơng dng ca đưng đc tính: bit đưc 1 cách tng quát các đc tính làm vic ca bơm, cho phép ta m rng phm vi làm vic và s dng hp lý các ch đ làm vic khác nhau ca bơm. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 107
104. 
     Xây dng đưng đc tính thc nghim ca bơm: Luu luong ke H; N; ;[Hck] K2 H AK CK K 1 N Bom η [Hck] Q Sơ đ thí nghim ðưng đc tính thc nghim Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 108
105. 4. ðim làm vic và s điu chnh bơm ly tâm.
     ðim làm vic: Giao ca đưng đc tính bơm và đưng đc tính h thng là đim làm vic. H H H n(B) DDT bom n(A) hw 1 B A A A Ha B hw 2 DDT he thong Q Q Q ðim làm vic ðiu chnh bng ðiu chnh s vịng khĩa quay
     ðiu chnh bơm: Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 109
106. 2.2. BƠM PITƠNG . 1. Máy thy lc th tích. Máy thu lc th tích thc hin trao đi năng lưng vi cht lng theo nguyên lý nén cht lng trong mt th tích kín dưi áp sut thu tĩnh. MTL th tích gm ba dng: Dng Pittong, dng Roto và dng Pittong Roto Bt kỳ MTL th tích nào cũng cĩ th làm vic thun nghch. 2. Các thơng s cơ bn ca máy thy lc th tích. a. Lưu lưng : là tng th tích làm vic ca máy trong mt đơn v thi gian. QL = q L.n (21) qL – lưu lưng riêng ca máy trong mt chu kỳ làm vic n – s chu kỳ trong mt đơn v thi gian. QL – lưu lưng trung bình lý thuyt. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 110
107. b) Áp su ất: c t áp c a MTLTT đư c t o nên ch yu b i s thay đ i áp su t t ĩnh c a ch t l ng khi chuy n đ ng qua máy, do đĩ thư ng dùng áp su t đ bi u th kh năng t i c a máy.
     ði v i MTLTT cĩ chuy n đ ng t nh ti n, áp su t làm vi c p tác d ng lên pittơng t o nên m t áp l c P: P = p.S (22) S: di n tích làm vi c c a m t pittơng
     ði v i MTLTT cĩ chuy n đ ng quay, áp su t làm vi c p tác d ng lên rơto t o nên mơmen quay M: M = k M.p (23) kM là hng s đ i v i m t máy nh t đ nh ph thu c vào kt c u và kích thư c máy, g i là h s mơmen. H s mơmen k M cĩ th suy t cơng th c tính cơng su t lý thuy t b qua các t n th t: q k = L 2( − )4 M 2π Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 111
108. c) Hi ệu su ất và cơng su ất
     Hi u su t tồn ph n c a máy th y l c đư c xác đ nh theo cơng th c chung, nhưng đ i v i MTL t n th t th y l c η ≈ tương đ i nh nên thư ng cho H 1, do đĩ: η η η = Q. C (25)
     Cơng su t làm vi c c a bơm thư ng đư c xác đ nh bng các thơng s th y l c: γ H.Q. Q.p N = = 2( − )6 B η η
     Cơng su t làm vi c c a đ ng cơ thư ng đư c xác đ nh bng các thơng s cơ khí: Vi chuy n đ ng t nh ti n: Nð = P.v (27) P: áp l c trên pittơng v: v n t c c a pittơng ω Vi chuy n đ ng quay: Nð = M. (28) M: mơmen quay trên tr c ω: v n t c gĩc Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 112
109. 3. Bơm Pittơng 3 a) Kt cu: b) Nguyên lý hot đng. 4 1 c) Lưu lưng bơm B A 5
     Lưu lưng trung bình lý thuyt: n.q n.L.S Q = = 2( − )9 2 L L 60 60
     Lưu lưng trung bình thc t: 6 η Q = Q.Q L (210) 7 • Lưu lưng tc thi: 8 Qt = S.v (211) S din tích Pitong. L hành trình Pitong. n s vịng quay ca cơ cu quay, v/ph v tc đ Pitong. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 113
110. Nhn xét: Qua phn phân tích tính tốn trên ta thy năng sut ca bơm pittơng cĩ th điu chnh đưc bng các bin pháp sau:
     Thay đi s vịng quay ca trc đng cơ, hoc thay đi s chu kỳ làm vic ca bơm trong mt đơn v thi gian.
     Thay đi din tích làm vic ca pit tơng bng các cơ cu đc bit.
     Thay đi chiu dài bưc di chuyn ca qu nén (s) bng cách thay đi chiu dài làm vic ca tay biên hoc thanh truyn.
     ðiu chnh bng khố (tit lưu) đ tháo bt cht lng t bung đy v bung hút ca bơm. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 114
111. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 115
112. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 116
113. Th ủy l ực và Máy th ủy l ực 117