Xem mẫu
- Bài giảng:
Valve – Pumps
CHƯƠNG 2
HỆ THỐNG BƠM
Th.S Dương Viết Cường 1 BM. Lọc - Hóa dầu
- CHƯƠNG 2
HỆ THỐNG BƠM
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 2
- 2.1 Nguyên lý hoạt động chung của
Bơm – Máy nén
Nguyên lý thể tích được ứng dụng để thiết kế và chế tạo
bơm và máy nén. Đối với bơm thì lưu thế là các chất lỏng,
còn đối với máy nén thì lưu thể là các chất khí hay hơi.
Nguyên lý chính của máy là tạo ra một dung tích thay đổi
từ nhỏ đến lớn và ngược lại Khi dung tích của máy từ giá
trị bằng không tăng dần đến giá trị lớn nhất có thể được là
quá trình hút lưu thể. Khi dung tích giảm dần về giá trị
không là quá trình nén và đẩy lưu thể. Cứ một lần hút và
đẩy, máy vận chuyển được một lưu lượng lưu thể nhất
định. Dung tích này phụ thuộc vào cấu tạo và vòng quay
của máy cũng như tính chất và áp lực của lưu thể. Trong
quá trình máy hoạt động sự thay đổi trạng thái của lưu thể
luôn tuân theo định luật sau đây:
PV= const và PVk = const (k = 1,4)
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 3
- 2.2 PHÂN LOẠI MÁY BƠM
Theo nguyên lý làm việc bơm được chia làm hai loại: Bơm
thể ch và bơm động học.
• Bơm thể ch thực hiện quá nh hút đẩy chất lỏng ra khỏi
bơm do thay đổi thể ch của không gian làm việc nhờ một bộ
phận chuyển động tịnh ến (pi ông) hoặc quay (rôto), do đó
thế năng và áp suất chất lỏng tăng lên. Loại này gồm có bơm
pi ông, bơm rôto (bơm răng khí, bơm cánh trượt, bơm trục vít)
• Bơm động học hút và đẩy chất lỏng, như vậy làm tăng áp
suất chất lỏng do cung cấp động lượng nhờ va đập của các cánh
(bơm ly tâm, bơm hướng trục) hoặc nhờ ma sats của tác nhân
làm việc (bơm xoáy lốc bơm a, bơm trục vít…) hoặc nhờ tác
dụng của trường điện từ (bơm điện từ) hoặc các trường lực
khác.
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 4
- 2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM
• 1. Năng suất (lưu lượng)
Năng suất của bơm là thể ch chất lỏng mà bơm cung cấp vào
ống trong một đơn vị thời gian. Lưu lượng được ký hiệu là Q và
thường đo bằng m3/s; l/s, m3/h.
• 2. Công suất bơm
Công suất của bơm là công suất êu hao để tạo ra lưu lượng Q
và chiều cao áp lực H.
Công suất hữu ích: là năng lượng mà bơm tiêu tốn để tăng
áp cho chất lỏng:
N hi .g.H.Q
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 5
- Công suất trên trục của bơm: Là phần công suất
bù cho phần năng lượng tổn thất do ma sát ở
trục, đặc trưng bởi hệ số hữu ích:
N hi .g.H.Q
N tr
b b
Công suất của động cơ: Động cơ tiêu tốn năng
lượng lớn hơn bơm vì năng lượng được truyền
từ động cơ đến bơm một phần bị tổn thất do quá
trình là việc của động cơ, sự truyền động giữa
trục động cơ và bơm, do ma sát trên trục:
N tr .g.H.Q N
N đc hi
tr .đc đc .tr .b
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 6
- 2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM
• 3. Chiều cao áp lực hay áp suất toàn phần của bơm
Chiều cao áp lực là lượng tăng năng lượng riêng của chất lỏng
khi đi từ miệng hút đến miệng đẩy của bơm và thường được
nh bằng mét cột chất lỏng (đôi khi cũng được nh bằng mét
cột nước) và được ký hiệu là H.
p2 p1 v2 v1
2
H z1 z2 hth htd 2
Trong đó: .g 2.g
z1 – chiều cao hút, m
z2 – Chiều cao đẩy, m
p2, p1 - áp suất ở thùng phía đẩy và thùng vá hút N/m;
là hiệu psuất áp suất ở hai đầu ống, là khối
p
.g
2 1
lượng riêng của chất lỏng (kg/m3)
hth, htd ,- trở lực thuỷ lực trong ống hút và trong ống
đẩy.
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 7
- 2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM
Trong đó:
v2 1.l 1 v2 2 .l 2
hth h (
2g d1
h ) htd 2g( d d )
d
2
vh, vd - vận tốc chất lỏng trong ống hút và ống đẩy
1, 2- hệ số trở lực ma sát trong ống hút và ống đẩy
l1, l2 – chiều dài ống hút và chiều dài ống đẩy, m
d1, d2 - đường kính ống hút và ống đẩy, m
h , -d tổng trở lực trong ống hút và trong ống đẩy
v2, v1 – vận tốc chất lỏng ở thùng đảy và thùng hút,
2
v v
h
là hiệu số áp suất động học (động năng) giữa
2
d
phía hút và phía đẩy
2g
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 8
- • Chiều cao hút của bơm:
P1 Pv v 2 v1
2
z1 2
h th
g g 2g
Áp suất hút Pv được quyết định bởi áp
suất hơi bão hòa của chất lỏng Pbh do đó
phụ thuộc vào nhiệt độ. Trong thực tế Pv>
Pbh do đó, chiều cao hút phải thỏa mãn:
P1 Pbh v 2 v1
2
z1 2
h th
g g 2g
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 9
- 2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM
• 4. Hiệu suất
là đại lượng đặc trưng cho độ sử dụng hữu ích của năng
lượng được truyền từ động cơ đến bơm, chuyển thành
động năng để vận chuyển chất lỏng nên được gọi là hiệu
suất của bơm: N hi
tr .dc .b
N dc
Để làm việc an toàn ta thường chế tạo động cơ có công
suất lớn hơn công suất tính toán.
N tt .N đc
Giá trị được xác định theo bảng:
Nđc, W 50
2 – 1,5 1,5 – 1,2 1,2 – 1,15 1,1
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 10
- 2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM
Giá trị của công suất chung phụ thuộc vào cấu tạo của
bơm, vào chất lượng chế tạo, vào mức độ mài mòn và vào
điều kiện vận hành. Hiện nay người ta đẫ chế tạo được
bơm pi ông với = 0,60 – 0,92; các bơm ly tâm với =
0,68 – 0,90; các bơm hướng trục với = 0,70 – 0,85. Bơm
càng lớn thì hiệu suất chung càng cao.
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 11
- 2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM
• 5. Hệ số quay nhanh
Hệ số quay nhanh của bơm là số vòng quay của bơm mẫu tác dụng đơn, một
cấp đòng dạng hình học với nó và có áp lực HM = 1 m, năng suất QM = 0,075
m3/s. Như vậy hệ số quay nhanh được xác định theo công thức:
(vg/ph)
Trong đó: 3,65n Q
ns
H 0,75 phương trình dao động
ns – số vòng quay của bơm, vg/Viết
Q – năng suất của bơm, m3/s
H – chiều cao áp lực của bơm, m
Dựa vào hệ số quay nhanh thính theo công thức trên ta có thể lựa chọn
được bơm thích hợp theo bảng dưới đây:
Loại bơm ns, vg/ph
Bơm pi ông và rôto < 50
Bơm ly tâm 50 - 300
Bơm hướng chéo 300 - 500
Bơm hướng trục 500 - 1200
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 12
- 2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM
• 6. Cột áp hút chống xâm thực NPSH:
NPSH (Net Positive Suction Head) tạm gọi là cột áp hút đầu
vào là một trong các thông số quan trọng trong lắp đặt và
vận hành bơm. Nếu cột áp hút đầu vào bơm nhỏ so với yêu
cầu thì khi bơm làm việc hay xảy ra hiện tượng xâm thực
bơm.
Xâm thực là sự phá huỷ liên tục của lưu chất đối với bề mặt
vật liệu bơm, đó là do cột áp hút đầu vào hữu ích NPSHA
nhỏ làm áp suất đầu vào bơm giảm xuống bằng áp suất bay
hơi tương ứng với nhiệt độ hiện tại của chất lỏng. Sư bay
hơi mãnh liệt của chất lỏng tạo ra khối lượng bọt rất lớn liên
tục tách ra khỏi bề mặt vật liệu tiếp xúc với dòng chẩy đồng
thời các hạt chất lỏng không ngừng lao vào để thế chỗ các
bọt khí tách ra nên va đập thuỷ lực rất lớn làm rỗ và phá huỷ
kim loại. Để tránh rơi vào vùng hai pha và tách khí, người ta
phải tạo cho chất lỏng một lượng áp suất bổ sung bù cho sự
tổn hao trên bằng cách tạo cột áp thuỷ tĩnh Hs giữa bồn
chứa và nơi đặt bơm.
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 13
- Bơm Piston
• Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bơm Piston:
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 14
- Bơm Piston
• Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bơm Piston:
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 15
- Bơm Piston
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 16
- Bơm Piston
• Pitông 2 chuyển động qua lại trong xi
lanh 1 nhờ cơ cấu chuyển động gồm
trục O, biên 5 và thanh truyền 4, con
trượt. Dung tích xi lanh nằm giữa hai
điểm chết của pittông bằng dung tích
chất lỏng trong mỗi lần hoạt động của
pittông ở điều kiện lý thuyết. Khi
pittông chuyển động sang phải thì van
8 đóng, van 7 mở, chất lỏng từ bể 11
được hút lên xilanh. Khi pittông đến
điểm chết bên phải thì hoàn thành quá
trình hút. Sau đó pittông chuyển động
ngược lại thì van 7 đóng và van 8 mở
ra, chất lỏng sẽ được đẩy lên bể chứa
10. Khi pittông đến điểm chết trái thì
quá trình đẩy hoàn thành. Như vậy, cứ
mỗi vòng quay của trục O thì bơm
thực hiện được một chu trình hút và
đẩy.
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 17
- Bơm Piston
• Bơm piston tác dụng kép
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 18
- Bơm Piston
• Bơm piston tác dụng ba:
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 19
- Bơm Piston
• Bầu khí và tác dụng của bầu khí:
- Do piston chuyển động không đều nên chất lỏng
được đẩy ra khỏi cửa đẩy cũng không đều và có gia
tốc trong bơm piston làm xuất hiện lực quá tính tác
dụng ngược lại chiều chuyển động của chất lỏng, làm
tăng trở lực và tổn thất áp suất trong bơm.
- Bầu khí là những buồng kín chứa không khí thông
với ống hút và ống đẩy để bơm làm việc an toàn,
không bị va đập thủy lực và những trấn động lớn.
- Bầu khí được lắp ngay trước của hút và cửa đẩy của
bơm.
BM. Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 20
nguon tai.lieu . vn
