TIỂU LUẬN môn các QUÁ TRÌNH và THIẾT bị cơ học THIẾT bị bơm LY tâm

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (853.71 KB, 15 trang )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC


BÀI TIỂU LUẬN MƠN CÁC Q
TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠ HỌC
THIẾT BỊ: BƠM LY TÂM

GVHD: Cao Thanh Nhàn
Nhóm thực hiện:

1.
2.
3.
4.
5.

Họ và tên
Trần Thị Minh Khuê
Nguyễn Trần Các Tiên
Nguyễn Thị Mỹ Nữ
Huỳnh Thị Bảo Trâm
Trần Văn Phúc Thiện

MSSV
20097841
20091081
20124821
20104181
20077291

Tp.HCM, ngày 6 tháng 5 năm 2022

TIEU LUAN MOI download :

Mục lục

I.

Giới thiệu về bơm ly tâm...............................................................................................................2
1.

Lịch sử hình thành.....................................................................................................................2

2.

Máy bơm ly tâm là gì ?...............................................................................................................2

II.

Cấu tạo của bơm ly tâm.................................................................................................................3

III.

Nguyên tắc hoạt động của bơm ly tâm......................................................................................9

IV.

Ứng dụng của bơm ly tâm.......................................................................................................11

V.

Tài liệu tham khảo.......................................................................................................................13

Danh mục hình ảnh và bảng:
Hình 1. Máy bơm ly tâm (ảnh minh họa).......................................................................................4
Hình 2. Cấu tạo của máy bơm ly tâm.............................................................................................5
Hình 3. Bộ phận làm cơ khí............................................................................................................6
Hình 4. Cấu tạo cánh và bánh guồng.............................................................................................7
Table 1.Sự phụ thuộc chiều cao hút của bơm ly tâm vào nhiệt độ............................................9
Table 2. Sự phụ thuộc của áp suất khí quyển vào độ cao so với mặt biển...............................10
Hinh 5. Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm.............................................................................11
Hinh 5. Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm.............................................................................11

TIEU LUAN MOI download :

2

THIẾT BỊ BƠM LY TÂM
1. Giới thiệu về bơm ly tâm
2. Lịch sử hình thành
Theo RETI, một người lính Brazil và nhà sử học của khoa học, các máy
đầu tiên có thể được mơ tả như là một máy bơm ly tâm là một máy nâng
bùn xuất hiện sớm nhất là 1475 trong một bài khái luận của một kỹ sư
thời kỳ Phục hưng người Ý Francesco di Giorgio Martini [1]máy bơm ly
tâm thực sự đã không phát triển cho đến cuối thế kỷ 17, khi Denis Papin
chế tạo cánh quạt có cánh dẫn thẳng. Các cánh cong đã được nhà phát
minh người Anh John Appold giới thiệu vào năm 1851. Bơm ly tâm được
ứng dụng từ khá lâu (nhiều thế kỷ) nhìn qua kết cấu có thể cho rằng nó

khá đơn giản, nhưng qua q trình phát triển cho đến nay vẫn tiếp tục còn
những sáng chế liên quan đến sự mở rộng tính năng hoặc tối ưu hóa bơm
ly tâm, cũng như về lý thuyết việc mô tả hoạt động thủy lực trong bơm ly
tâm vẫn chựa đạt đến sự sáng tỏ rốt ráo.
3. Máy bơm ly tâm là gì ?
Máy bơm ly tâm là một loại máy thuỷ lực cánh dẫn, các hoạt động dựa
trên nguyên lý của lực ly tâm, tạo ra dòng chảy thủy động nhờ cơ năng
cánh quạt trong máy bơm. Nước được dẫn vào theo tâm quay của bánh
công tác (cánh bơm) và nhờ lực ly tâm đẩy dòng nước văng ra mép cánh
bơm cùng với thân máy bơm tạo thành dòng chảy có động năng được tính
bằng tích số của 4 thơng số:
Q – Lưu lượng
H – Cột áp
ρ – Trọng lượng riêng của chất lỏng
g – Gia tốc trọng lực nơi đặt máy bơm

TIEU LUAN MOI download :

3

Vì có ưu điểm là lưu lượng lớn, ít khi xảy ra sự cố xung động đường ống
nên bơm ly tâm được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Nhờ kích thước
nhỏ gọn và nhẹ hơn máy bơm piston mà bơm ly tâm có thẻ dễ dàng kết
nối với hệ thống bơm cao tốc mà không cần đến hộp giảm tốc.
Hiện nay trên thị trường thì sản phẩm bơm ly tâm nổi tiếng nhất là của
hãng Ebara hiện sản phẩm được phân phối rộng rãi với nhiều chủng loại
ứng dụng nên việc mua máy bơm không phải là điều quá khó khăn.
Tất cả các loại máy bơm ly tâm như máy bơm ly tâm trục ngang, máy
bơm ly tâm trục đứng, máy bơm ly tâm giếng khoan, máy bơm ly tâm

nước thải, máy bơm ly tâm giếng khoan, máy bơm ly tâm tự mồi đều khá
dễ dàng sử dụng, các cách điều chỉnh lưu lượng khá đơn giản mà lại an
tồn khi vận hành.

Hình 1. Máy bơm ly tâm (ảnh minh họa)

4. Cấu tạo của bơm ly tâm

Bơm ly tâm được cấu tạo bao gồm:
Bánh công tác: Là bộ phận quay của bơm ly tâm, nó cộng năng lượng
vào chất lỏng bằng cách tăng vận tốc của chất lỏng được bơm. Bánh công
tác gắn trên trục nhờ then và ốc hãm chống xoay.

TIEU LUAN MOI download :

4

TIEU LUAN MOI download :

5

Hình 2. Cấu tạo của máy bơm ly tâm
Trục bơm: thường được chế tạo bằng thép hợp kim và được lắp với bánh
công tác thông qua mối ghép then.
Vỏ bơm: Là phần cố định của bơm, bao bọc xung quanh bánh công tác.
Vỏ bơm có hình dạng kiểu xoắn ốc để chuyển năng lượng vận tốc sang
năng lượng áp suất nhờ bánh công tác.Thân vỏ bơm bao gồm đồng thời
cả cửa hút và cửa xả.

Vòng làm kín chịu mài mòn hay vòng mịn: Khơng cho chất lỏng ở cửa
hút và cửa xả thơng nhau. Nó là vòng mà gắn trên cả vỏ bơm và bánh
công tác. Điều này giúp việc bảo trì dễ dàng, chỉ cần thay vòng mòn mà

TIEU LUAN MOI download :

6

không phải thay vỏ và bánh công tác. Các vòng này được bôi trơn bởi
chất lỏng được bơm.
Làm kín bằng vòng đệm: Trục gắn bánh công tác đi xuyên qua vỏ bơm
và nối với máy truyền động. Để tránh sự rò rỉ chất lỏng đang bơm, các
gioăng làm kín được tạo ra xung quanh trục gọi là hộp đệm làm kín.
Bộ phận làm kín cơ khí: Nó là một thiết bị làm kín thay thế cho hộp
gioăng amiăng làm kín vì nó có ưu điểm là rò rỉ và bảo trì ít hơn. Nó làm
kín bởi hai bề mặt tĩnh và động tiếp xúc với nhau.

Hình 3. Bộ phận làm cơ khí
Trong đó:
Ở đỡ: Để đỡ trục và cho phép nó quay với ma sát thấp nhất và kiểm soát
sự quay của trục.
Buồng dầu: có ổ trục để lắp ổ bi và là nơi chứa dầu bôi trơn.
Vòng văng dầu: văng dầu hay vớt dầu vào ổ bi để bôi trơn.
Cốc dầu: Tự động duy trì mức dầu không đổi trong buồng dầu
Bộ phận dẫn hướng vào: Hai bộ phận này thuộc thân máy bơm thường
Bộ phận dẫn hướng ra: (buồng xoắn ốc) đúc bằng gang có hình dạng
tương đối phức tạp.

TIEU LUAN MOI download :

7

Ống hút, ống đẩy: Hai loại ống này có thể làm bằng gang đúc, tơn hàn
hoặc cao su.

Hình 4. Cấu tạo cánh và bánh guồng
Ở phần volute phía sau cửa hút có 1 chi tiết gọi là “đầu bơm trễ” khoảng
cách của nó với bánh cơng tác rất nhỏ khoảng (0,1-1mm) nó có tác dụng
làm tăng áp lực dịng chảy và tăng áp lực để đẩy chất lỏng đi. Đồng thời
khi bánh cơng tác bị mịn làm tăng khe hở thì áp sẽ giảm, bơm làm việc
không đủ áp, lúc này ta có thể chêm thêm miếng chêm vào “đầu bơm trễ”
để giảm khe hở. Bơm làm việc bình thường.
Phần bánh công tác được lắp với trục bằng then nhưng vẫn cịn thiếu bởi
vì lắp bằng then khơng thì phải lắp thật chặt với trục mà lắp thật chặt với
trục. Lắp bánh cơng tác với trục có 2 trường hợp:
Lắp bằng then thì trên đầu trục phải có ren và giữ bằng bu lơng hình lục
giác phía đầu trục tránh cánh quạt bị đẩy về phía trước. Thường thì lắp
bằng then kiểu này thì lắp tương đối lỏng.
Trên bánh cơng tác có sẵn bước Ren lớn và trên trục cũng có bước ren
lớn, đồng thời trước trục cũng có ren và bu lơng hình lục giác để giữ.

TIEU LUAN MOI download :

8

Năng suất của bơm:
Năng suất của bơm ly tâm phụ thuộc vào tốc độ tương đối của chất lỏng

trong rãnh của guồng, bề dày và đường kính guồng
Q= (πD1 – δZ)B1 Cr1 = (πD2 – δZ)B2 Cr2
D1 – đường kính trong của bánh guồng, m
D2 – đường kính ngồi của bánh guồng, m
B1 – bề rộng bánh guồng ở vành trong, m
B2 – bề rộng bánh guồng ở vành ngoài, m
δ – bề dày của cánh guồng, m
Z – số cánh của guồng
Cr1 ,Cr2 – tốc độ của chất lỏng đi vào và ra khỏi bánh guồng theo hướng
bán kính
Áp suất toàn phần:
H=

P 2−P1
+ H0 + hm ,m
ρg

H- áp suất toàn phần do bơm tạo ra
P2 và P1 – áp suất trên bề mặt chất lỏng trong không gian đẩy và hút,
N/m2
ρ – khối lượng riêng chất lỏng cần bơm, kg/m3
g- gia tốc trọng trường, m/s2
H0 – chiều cao nâng chất lỏng, m
hm – áp suất tiêu tốn để thắng tồn bộ trở lực trên đường ống hút và đẩy,
m
*Có thể xác định áp suất tồn phần theo cơng thức khác:
H=

PA−PC
+ h0 + (ꙍ2 2 - ꙍ1 2 )/ 2g, m

ρg

PA và PC – áp suất trong ống đẩy và hút, N/m2

TIEU LUAN MOI download :

9

ꙍ2 – tốc độ chất lỏng trong ống đẩy, m/s
ꙍ1 – tốc độ chất lỏng trong ống hút, m/s
Công suất:
QρgH

N= 1000 η , kW
Q- năng suất bơm, m3 /s
H- áp suất toàn phần của bơm, m
η – hiệu suất chung của bơm (η= 0,72...0,93)
Chiều cao hút:
hxl = 0,00123 (Qn2 )2/3
Trong đó hxl – độ giảm áp suất do xâm thực, m
Trong các bảng tra cứu người ta thường đưa ra chiều cao hút chân không
Hl đố với nước ở dưới 200 C và áp suất khí quyển bằng 10 m H2 O. Ở
chiều cao này bơm làm việc hoàn toàn đảm bảo và không xảy ra hiện
tượng xâm thực. Tuy nhiên để loại trừ khả năng dao động trong bơm nên
giảm chiều cao hút khoảng 1 – 1,5 m so với các giá trị sau:

Table 1.Sự phụ thuộc chiều cao hút của bơm ly tâm vào nhiệt độ
Chiều cao hút chân khơng Hl tương ứng với 1 số vịng quay nhất định của
bơm. Khi bơm làm việc ở vòng quay khác thì chiều cao Hl * được tính:

Hl* = 10-(10- Hl )(n*/n)2

TIEU LUAN MOI download :

10

Nếu bơm làm việc với áp suất khí quyển khác với 10 m H2O thì chiều cao
hút mới được tính:
Hl** = Hl* -10 + Ha – hbh
Ha – áp suất khí quyển tại chỗ đặt bơm, m
hbh – áp suất hơi bão hòa của chất lỏng cần bơm
Hl* - chiều cao hút chân khơng của bơm ứng với số vịng quay n*, m

Table 2. Sự phụ thuộc của áp suất khí quyển vào độ cao so với mặt biển
Áp suất khí quyển tính theo mét cột chất lỏng có khối lượng riêng ρl tính
theo cơng thức:
Hal = Ha . (1000/ρl )

5. Nguyên tắc hoạt động của bơm ly tâm
Trước khi máy bơm ly tâm hoạt động, cần mồi bơm bằng phương pháp
làm cho thân bơm và ống hút có chứa đầy chất lỏng. Máy bơm ly tâm
hoạt động, bánh công tác làm việc sẽ quay, những chất lỏng nằm phía
trong bánh công tác làm việc có khả năng sẽ bị văng ra bên ngoài nhờ
tính năng ở lực ly tâm. Chất lỏng sẽ theo các máng dẫn, bước vào ống
đầy có áp suất cao. Đây được gọi bằng quá trình đầy bơm. Cùng khi đó, ở

TIEU LUAN MOI download :

11

lối vào của bánh công tác tạo ra vùng chân không, công dụng của áp suất
trong bể chứa lớn khiến các chất lỏng ở bể hút liên tiếp bị đầy vào theo
đường ống hút. Đây được gọi là quá trình hút của bơm. Quá trình hút và
đầy của bơm ly tâm diễn ra tiếp tục, tạo ra dòng chảy tiếp tục qua bơm.
Bộ phận dẫn hướng ra phía nhằm dẫn chất lỏng từ bánh công tác ra ống
đẩy và giúp chất lỏng chảy qua ống đẩy được ổn định và điều hoà.
Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm:
Bơm ly tâm là loại bơm sử dụng nguyên lý hoạt động dựa trên lực ly tâm.
Theo đó, chất lỏng sẽ được dẫn vào tâm quay của cánh bơm. Lực ly tâm
sẽ khiến chất lỏng này bị đẩy văng ra mép cánh bơm. Cánh bơm đã
truyền năng lượng bên ngoài cho dòng chất lỏng, tạo ra áp năng và động
năng, giúp chất lỏng chuyển động.

Hinh 5. Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm
Hinh 5. Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm
Cách sử dụng bơm ly tâm:
-

Đầu tiên, muốn bơm làm việc, cần phải mồi bơm. Tức là phải chêm
đầy chất lỏng vào thân bơm và ống hút.

TIEU LUAN MOI download :

12

- Trong quá trình làm việc, bơm ly tâm sẽ hút và đẩy chất lỏng liên tục,
tạo nên dòng chảy ổn định.

- Bộ phận dẫn hướng ra sẽ điều hòa lượng chất lỏng được đẩy ra ngoài.

Một số lưu ý khi sử dụng bơm ly tâm
-

Khi mua bơm, phải chọn bơm theo đúng những yêu cầu về thông số
kỹ thuật.

- Trang bị các thiết bị đo áp suất, đo chân không, van một chiều…để
làm việc hiệu quả hơn.
- Trước khi khởi động máy, nên kiểm tra lại động cơ, các mối ghép, dầu
bôi trơn..rồi mới bắt đầu đổ chất lỏng để mồi bơm.
- Sau khi khởi động, nên đợi đến khi động cơ được ổn định mới mở
khóa ở ống đẩy.
- Trong lúc máy đang hoạt động, nên thường xuyên quan sát đồng hồ đo
và nghe âm thanh của động cơ để kịp thời phát hiện những dấu hiện
bất thường và giải quyết.
- Nếu thấy chất lỏng không lên, lên không đều, lên quá ít..cần lập tức
kiểm tra lại.
- Trước khi tắt máy, nên đóng khóa của ống đẩy.

6. Ứng dụng của bơm ly tâm
Bơm ly tâm là một thiết bị không thể thiếu trong đời sống của chúng ta
hằng ngày. Dù trực tiếp hay gián tiếp thì bơm đều có ứng dụng góp phần
quan trọng trong cuộc sống của chúng ta.

TIEU LUAN MOI download :

13

Bơm ly tâm có kết cấu nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ hơn nhiều so với bơm
pittong thơng thường có cùng lưu lượng.
Máy bơm ly tâm ngày nay có ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là đối với các
loại máy bơm được làm bằng thép khơng gỉ (inox) có khả năng bơm cấp
nước hoặc dung dịch có hoạt chất mạnh mà khơng lo bị hao mịn, gỉ sét.
Bơm ly tâm được sử dụng để bơm chất lỏng trong hệ thống yêu cầu lưu
lượng lớn mà không cần cột áp cao, nhưng cần có lưu lượng đều và lớn
Bơm ly tâm có ứng dụng trong các ngành: cơng nghiệp, nơng nghiệp,
khai khống, dân dụng, các hoạt động khác...
Cơng nghiệp: bơm hóa chất, giặt rửa, nước thải, xử lý nước…
Nông nghiệp: bơm tưới tiêu thủy lợi, ao hồ nuôi trồng thủy hải sản,…
Dân dụng: bơm cấp nước sạch cho các khu dân cư, nhà cao tầng…
Khai khoáng: bơm giếng khoang, bơm bùn, bơm thoát nước
Và các hoạt động khác như bơm đài phun nước, bơm cho hệ thống điều
hịa nhiệt độ nóng lạnh, bơm phòng cháy chữa cháy.
Ưu điểm của bơm ly tâm:
Máy bơm ly tâm có lưu lượng đều và ổn định do cột áp của thiết bị
ln giữ ngun, khơng thay đổi.
Kích thước gọn gàng và trọng lượng nhỏ hơn so với bơm piston nên
dễ dàng vận chuyển, lắp đặt.
Cho phép nối trực tiếp với động cơ mạnh mẽ mà không cần thơng hộp
giảm tốc (tốc độ vịng quay có thể lên tới 40,000 vòng/phút).
Thiết kế của bơm khá đơn giản giúp dễ dàng bảo trì và vận hành.
Động cơ và buồng bơm nước được cách điện cẩn thận rất an toàn khi
sử dụng.
Có khả năng bơm các chất lỏng có tạp chất rắn tùy vào việc sử dụng
cánh máy bơm.
Việc bảo trì, sửa chữa thường khá nhẹ nhàng và tốn ít thời gian.

TIEU LUAN MOI download :

14

Việc sử dụng và điều chỉnh lưu lượng rất đơn giản
Nhược điểm của bơm ly tâm:
Các dòng máy bơm ly tâm thơng thường khơng có khả năng tự mồi
(Trước khi sử dụng bơm cần đổ đầy nước vào buồng bơm và phải đẩy
hết khơng khí ra) nên nếu muốn có sản phẩm tự mồi cần bỏ ra thêm
chi phí.
Hiệu suất sẽ thấp nếu vịng quay buồng bơm nhỏ.
Khơng phù hợp bơm các loại chất lỏng có độ nhớt lớn vì nếu độ nhớt
càng lớn thì hiệu suất máy bơm càng nhỏ.

7. Tài liệu tham khảo
1. Giáo trình Các quá trình và thiết bị cơ học
2. /> />3. />4. />
TIEU LUAN MOI download :

TIỂU LUẬN môn các QUÁ TRÌNH và THIẾT bị cơ học THIẾT bị bơm LY tâm

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về