Chuong 5 trang bi dien may bom 2022

I.Khái niệm chung
1.1. Khái niệm chung
Máy bơm là máy thủy lực dùng để hút và đẩy chất lỏng từ nơi này đến nơi
khác.
Chất lỏng dịch chuyển giữa hai nơi bằng một đường ống nên bơm phải tăng
áp suất chất lỏng ở đầu đường ống để thắng trở lực trên đường ống và thắng
hiệu áp suất ở hai đầu. Thường sử dụng động cơ điện làm nguồn năng lượng
cấp cho bơm


I.Khái niệm chung
1.2. Phân loại

Máy bơm

Bơm động học

Bơm thể tích

Bơm piston

Bơm quay

Bơm ly tâm

Bơm hướng trục


I.Khái niệm chung
1.3. Hệ thống bơm

I.Khái niệm chung
1.4. Các thông số cơ bản của bơm: Cột áp H (hay áp suất bơm);Lưu lượng (năng suất) bơm; Công suất bơm (P hay N)
a) Cột áp H (hay áp suất bơm): là lượng tăng năng lượng riêng cho một đơn vị trọng lượng của chất lỏng chảy qua bơm (từ miệng hút đến miệng đẩy). Cột áp H
được tính bằng mét cột chất lỏng ( hay mét cột nước ) hoặc tính đổi ra áp suất bơm.
b) Lưu lượng (năng suất bơm): là thể tích chất lỏng do bơm cung cấp vào ống trong một đơn vị thời gian; tính bằng m3/s, l/s, m3/h.
c) Cơng suất bơm (P hay N): phân biệt 3 loại công suất
- Công suất làm việc Ni (cơng suất hữu ích) là cơng để đưa một lượng Q chất lỏng lên độ cao H trong một đơn vị thời gian (s).
- Công suất động cơ kéo bơm (Nđc) công suất này thường lớn hơn N để bù hiệu suất truyền động giữa động cơ và bơm, ngồi ra cịn dự phịng q tải bất thường.
- Hiệu suất bơm (ηb) là tỉ số giữa cơng suất hữu ích Ni và cơng suất tại trục bơm N. Hiệu suất bơm gồm 3 thành phần:
ηb = ηQ.ηH.ηm
ηQ - hiệu suất lưu lượng; ηH - hiệu suất thuỷ lực; ηm - hiệu suất cơ khí


II. Cấu tạo, đặc tính và nguyên lí làm việc của các loại bơm
1. Bơm li tâm
- Đặc điểm: Là loại bơm động học, có cánh quạt (sử dụng nhiều) được
kéo bằng động cơ điện( động cơ điện xoay chiều) , có thể bơm được
nhiều loại chất lỏng khác nhau với dải lưu lượng rộng (từ vài l/ph đến
vài m3/s). Nó có cột áp kém hơn bơm pitton nhưng đủ đáp ứng trong
nhiều lĩnh vực


II. Cấu tạo, đặc tính và nguyên lí làm việc của các loại bơm
1. Bơm li tâm

- Cấu tạo: Bơm ly tâm gồm có các bộ phận chính sau: Vỏ bơm 1 có kiểu dáng hình
trơn ốc, trục 4 và bánh xe công tác 3 gắn trên trục 4. Trên bánh xe cơng tác 3 có gắn
các cánh bơm 7, miệng hút 8 và miệng đẩy 9.

- Trước khi cho máy bơm hoạt động cần phải mồi bơm bằng cách đổ đầy vào buồng
trơn ốc qua phễu rót vào đường ống 10. Lúc này van 11 đóng lại do áp suất của cột
nước trong đường ống hút 5


II. Cấu tạo, đặc tính và nguyên lí làm việc của các loại bơm
1. Bơm li tâm

- Nguyên lý:

Khi động cơ truyền động bơm quay, bánh xe công tác với các bánh

cong sẽ tạo ra lực ly tâm, làm cho chất lỏng trong các rãnh bị nén và đẩy ra phía đầu
cuối của các cánh bơm đưa chất lỏng vào buồng trơn ốc và thốt ra ở đường ống 9


II. Cấu tạo, đặc tính và nguyên lí làm việc của các loại bơm
1. Bơm li tâm
- Phân loại: Tùy theo cột áp H và lưu lượng Q ta có các kiểu bơm:
+ Bơm li tâm hút một phía: cánh bơm nằm ở một phía của đĩa bánh xe cơng tác
+ Bơm li tâm nhiều cấp: tạo cột áp cao
+ Bơm trục đứng, trục ngang
+ Bơm chìm trong giếng sâu, đẩy chất lỏng từ đáy lên


II. Cấu tạo, đặc tính và nguyên lí làm việc của các loại bơm
1. Bơm li tâm
- Đặc tính làm việc: Năng suất – Chiều cao cột áp

Hc- chiều cao cột áp tĩnh;

Hđ- chiều cao cột áp động;
Q- năng suất bơm;
λ- hệ số tỉ lệ;
a- đường đặc trưng của bơm
b – đường đặc tính của phụ tải
c- đường đặc tính phụ tải có cột áp động lớn


II. Cấu tạo, đặc tính và nguyên lí làm việc của các loại bơm

2. Bơm piston

- Cấu tạo: Bơm pittông là một loại bơm thể tích, cấu tạo được biểu diễn ở hình
bên.

- Nguyên lý: Khi động cơ truyền động quay quanh trục O thì chuyển động quay
quay qua hệ thống trục khuỷu – tay biên (4 và 3) sẽ biến chuyển động thành
chuyển động tịnh tiến qua lại của pittong 2 trong xylanh 1 với hành trình S = 2R
(R là bán kính trục khuỷu).

Hai vị trí giới hạn của hành trình pittong A1 và A2 tương ứng với 2 điểm chết C1 và C2. Khi pittong dịch sang trái thì thể tích buồng làm việc 5 tăng lên, áp suất tuyệt
đối của chất lỏng trong xilanh giảm nhỏ hơn áp suất trên mặt thoáng bể hút. Lúc này, van đẩy 7 (van xả) đóng lại, van hút 6 mở ra và chất lỏng qua ống hút vào xilanh. Khi pit
tơng di chuyển sang bên phải, thể tích buồng xi lanh tăng, van 6 đóng lại, van nén 7 mở ra và nước từ buồng xi lanh sẽ chảy ra đường ống cấp nước.


II. Cấu tạo, đặc tính và nguyên lí làm việc của các loại bơm

2. Bơm piton

- Đặc tính:

Từ họ đặc tính bơm ta thấy rằng với cùng một trị số của chiều cao cột áp, năng suất bơm
Q khác nhau, công suất của động cơ truyền động cũng khác nhau.

Đặc điểm khác biệt của bơm pit tông là lưu lượng không đồng đều, nhưng áp suất cột áp
đạt rất cao


II. Cấu tạo, đặc tính và nguyên lí làm việc của các loại bơm
3. Bơm cánh gạt

• Là loại bơm thể tích

•Áp suất cao hơn bơm li tâm nhưng thấp hơn bơm pitton
• Bộ phận chuyển năng lượng từ động cơ đến chất lỏng là các bánh xe
hoặc các ổ đĩa quay gắn cánh gạt chất lỏng hoặc khơng.

• Ưu điểm: đơn giản, khỏe, bền, số vịng quay lớn
• Nhược điểm: lưu lượng nhỏ, không bơm được chất lỏng lẫn hạt cứng


II. Cấu tạo, đặc tính và nguyên lí làm việc của các loại bơm

4. Bơm bánh răng
- Có vỏ bơm bao khít hai bánh răng chủ động 2 và bị động 3 ăn khớp
ngoài. Khoảng trống 4 giữa vỏ bơm với miệng ống hút 8 và hai bánh
răng gọi là họng hút. Khoảng trống 5 giữa vỏ bơm với miệng ống đẩy 9
và hai bánh răng gọi là họng đẩy


III. Điều chỉnh lưu lượng và áp suất trong hệ thống bơm

•

Lượng tiêu thụ của phụ tải thay đổi trong một phạm vi khá rộng trong một ngày đêm. Vì vậy điều chỉnh lưu lượng đóng một vai trị quan trọng
trong hệ thống cấp nước.

•

Có 4 phương pháp để điều chỉnh lưu lượng cho hệ thống bơm :
- Điều chỉnh lưu lượng bơm bằng cách thay đổi tốc độ động cơ truyền động
- Điều chỉnh lưu lượng của máy bơm bằng van tiết lưu
- Điều chỉnh khoảng thời gian vận hành bơm (đk on/off )

- Điều khiển Bypass (Lưu lượng dòng chảy đến hệ thống được giảm bằng cách bỏ qua một phần lưu lượng xả của bơm đến cửa hút, được áp
dụng chủ yếu cho máy bơm tuần hoàn)


III. Điều chỉnh lưu lượng và áp suất trong hệ thống bơm
1. Điều chỉnh lưu lượng bơm bằng cách thay đổi tốc độ động cơ
truyền động
- Đối với hệ thống cấp nước có độ cao cột áp tĩnh lớn khi thay đổi năng suất, tốc độ
động cơ truyền động thay đổi không đáng kể.
- Đối với hệ thống cấp nước có độ cao cột áp động lớn, với cùng một lượng thay đổi
năng suất tốc độ động cơ truyền động thay đổi đáng kể.
Điều chỉnh lưu lượng của máy bơm bằng cách thay đổi tốc độ động cơ truyền động
chỉ phù hợp với hệ thống cấp nước có độ cao cột áp tĩnh cao (Hc), còn đối với hệ thống
cấp nước có độ cao cột áp động cao khơng phù hợp vì tổn thất trong roto hoặc trong
phần ứng của động cơ tỷ lệ thuận với tốc độ (hoặc hệ số trượt ) của động cơ

III. Điều chỉnh lưu lượng và áp suất trong hệ thống bơm
2. Điều chỉnh lưu lượng bằng cách tiết lưu dòng chảy cửa ra.

-Là phương pháp điều chỉnh lực cản trong đường ống bằng van tiết lưu, khi điều chỉnh
bằng phương pháp này dẫn đến sự xuất hiện một áp suất động ∆Hđ gây ra tổn thất công
suất trong van tiết lưu bằng:
∆P = Q∆Hđ

-Trị số của ∆H trong hệ thống cấp nước có áp suất động cao lớn hơn so với hệ thống
cấp nước có áp suất tĩnh cao.


III. Điều chỉnh lưu lượng và áp suất trong hệ thống bơm
3. Năng lượng tiêu thụ của 4 phương pháp kiểm soát lưu lượng.


IV. Tính chọn cơng suất động cơ truyền động máy bơm

Trang bị điện của một trạm bơm tối thiểu phải có hai hệ truyền động:

1.Truyền động chính: là truyền động quay bơm. Hệ truyền động này thường dùng động cơ không
đồng bộ điện áp thấp (380V) và cao áp (3 hoặc 6kV), và động cợ đồng bộ. Đối với động cơ có cơng
suất ≥ 100kW, thường dùng động cơ cao áp.

2. Hệ truyền động phụ: là động cơ truyền động đóng mở van thường dùng động cơ khơng đồng bộ
roto lồng sóc điện áp thấp, có đảo chiều quay


IV. Tính chọn cơng suất động cơ truyền động máy bơm

Công suất động cơ truyền động bơm:

P = (Q x H x ρ) / (102 x η)

P: Công suất hoạt động thực của máy bơm (kW)
Q: Lưu lượng chất lỏng (m3/s)
H: Cột áp của máy (m)
p: Tỉ trọng của chất lỏng (kg/m3)
η: Hiệu suất bơm (thường chọn bằng 0,8)


IV. Tính chọn cơng suất động cơ truyền động máy bơm

Tính chiều cao cột áp cơng trình:

H = H1 + H2 + H3 (m)
H1: Tổng cột áp cao nhất (tính từ điểm thấp nhất đến điểm cao nhất). Nếu có đường ống ngang thì quy đổi theo kinh nghiệm: 5m theo chiều ngang bằng 1 m theo chiều
cao.
H2: Cột áp phun nước tại đầu ra (thường chọn bằng 5 m phun theo độ cao)
H3 = Hdđ + Hcb (m)
2
Hdđ=(F.L.V )/(D.2.g)  (m): Tổn hao áp suất dọc đường ống (F: tổn thất ma sát đường ống (0.01-0.03); L: chiều dài đường ống (m); V: vận tốc chảy trong đường
ống (1-1.8 m/s); D: đường kính ống (m); g: gia tốc trọng trường (9.81))
Hcb = A.L.Q2: Tổn hao áp suất cục bộ ở các phụ kiện tê, co, khóa,…(Q: lưu lượng chất lỏng qua ống (l/s); L: chiều dài hệ thống đường ống (m); A: sức cản ma sát
từ ống (tra theo Bảng 14 trang 18 trong TCVN 4513-1988))
(Theo kinh nghiệm: một co vuông bằng 3%, tê bằng 2% cột áp tổng thể)


V. Sơ đồ khống chế trạm bơm
1. Sơ đồ khống chế bơm dùng động cơ

đồng bộ.
- Động cơ bơm: 625 kW; n= 165 v/ph.
- 2BA đo điện áp nguồn và đưa về mạch điều
khiển để tăng cưỡng bức kích từ trong trường
hợp điện áp lưới giảm sẽ dẫn đến động cơ bị
mất đồng bộ.


V. Sơ đồ khống chế trạm bơm
2. Sơ đồ nguyên lý điều khiển bơm dùng khởi động mềm


Thảo luận: Mạch bơm nước luân phiên


Thảo luận: Nhận dạng hàm truyền máy bơm

T1

T2

T1

T2


Thảo luận: Nhận dạng hàm truyền van