Sách scan giáo trình bơm quạt máy nén (nguyễn văn may) đã mở khóa

+

NGUYEN VĂN MAY --.

GIÁO TRÌNH BƠM QUA
MÁY NÉN

-

4

HIỆU CHÍNH : PGS. NGUYÊN NHƯ THUNG

Raye

EBOOKBKMT.COM

HO TRO TAI LIEU HOC TAP
aAe

nh

]

[|

lÏ
| II
I

“4100 000

pal ies

ill
MN

“4

TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI
XUAT BAN - 1993

&


NGUYEN

VAN MAY.

GIAO TRINH BOM QUAT
MAY NEN
HIỆU ĐÍNH : PS, NGUYÊN NHƯ THUNG,

TTS
OM

EBOOKBKMT.C

HO TRO TAI LIEU HOC TAP

TRUONG

DAI HOC BACH KHOA
XUẤT BAN - 1993,

HA NOI


Dead

LỜI NĨI ĐẦU

Nội

dung

giáo

trình

này

d2

cap

dén

lý

thuyết,

niáy

kết cấu o sử dụng các loại bơm, quạt va
nén. Nó dược dùng cho sinh Uiên, kỹ sư

thuộc ngành

máy

0à thiết bị thực phẩm,

móy

0à

thiết bị hóa chất trong học tập, nghiên cứu khoa
học bà phục nụ sản xuất Giáo trình này cũng là
tài liệu cho sinh vién, kỹ sư, cán bộ kỹ thuật
trong các ngành nghề như công nghệ thực phẩm:
va héa hoc v...u,
Thư
dụng

nguyên

của-các

dại
hệ do lường quốc té (Si).

lượng

chủ yếu

Hà Nội 85/19/1998

ogi te

Nguyễn

Văn May.

sử


CHUONG

1.

KHAI NIEM CHUNG VA PHAN LOAI
Máy

nén, bơm, quạt là nhóm

Khi đi qua máy

máy công tác trong các loại máy thủy lực.

công tác, lưu thể thu nhận

năng lượng.

Ngược

qua máy động lực (tuốc bin thủy lực) thì lưu thể cho năng lượng.
trình nhận

hay cho năng lượng của lưu thể đều

Mơ hình hoạt động của máy cơng tác được

aed
~
~

tn

theo định

thể hiện ở hình

lại khi đi

Trong quá

luật Becnulli

-

I - 1.

R
+,

Hình Ị - 1. Sơ dồ nguyên lý hoạt dộng của máy công tác.

Năng lượng R mà lưu thỏ đi qua máy sông tác đã nhận được, thể hiện ở
phượng trình 1 - ].
.

R=

c,?

[P, +p

"Prong dd:

q3

-

+ agH¿]-[P,

cá

tp

——
+ øgH,h

;

(1-1)


Pi, P, - Ấp suất của lưu thể tại điểm
C,, C, - Tốc độ của lưu thể tại điểm
S- Gia

tốc trọng

trường;

1 và 2, N/m?;
J; 2; m/g

m/S?;

HL, H, - chiều cao tại điểm

| va 2 so vdi mat thoang của bể hút, m.

Ap suất của lưu thể đo bằng các thứ nguyên
1 KG/em*
1 mm

=

H,

10m

H,O

khác

nhau:

= 9,81N/em?;

= 13,6 mm

H,O;-

1 Ất mốt phe kỹ thuật = 10 m H ;Ð;
1 Át mốt phe vật lý =

10, 33 m i, 0.

Khi áp suất P,, P, được đo bằng m cột chất long thì phương trình ứ „»
thành

(1-2)
12
2
C‹C
1

B= pom

`

Nang
(1-2)

cộng

lượng
thêm

B

mà

tổn

*

lỏng

được

(1-1)

hoặc

máy

cơng

aban

lượng

AK

theo

do chat

phương, trình
lỏng

chây

trong

E..

Ích năng lượng của máy cơng tác sẽ là,

E

_ mượn
B+ Ak

=

oe

k
Bị,

: Gác máy công tác làm
- Ñguyên

(1-9)

năng

tác sẽ là năng lượng lý thuyết
Hệ số hữu

P,+ 0H, - HạI

‘

chất

thất

+ pet Py

H

ti

chuyển

H

cv wenn
H+AH

mee
Hy,

việc theo các ngun

lý chính

¬

. 1-8)
¬

sau đây:

lý thể tích;

- Nguyên lý ly tâm;
- Nguyên

lý cánh

nâng;

- Nguyén

ly phun

tia.

oe
Ll

2

a

`


CHUONG

2

"CÁC NGUYÊN LY HOAT DONG CUA BOM,
QUAT VA MAY NEN.
_. 3-1 NGUN LÝ THỂ TÍCH.
Ngun lý thể tích được ứng dụng để thiết kế và chế tạo bơm và máy
nén. Đối với bơm thì lưu thể là các chất lỏng, cịn đối với máy nén thì lưu thế
, 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 khơng
tăng dẫn đến giá trị lớn nhất có thể được là quá trình hú: lưu thể.

“Khi dung
. thé. Cứ mỗi lần
'định. Dung tich
thik chất và áp

tích
hút
nay
lực

giảm đần về giá trị khơng là q trình nén và đẩy lưu
và đẩy, máy vận chuyển được một lưu lượng lưu thể nhất
phụ thuộc vào cầu tạo và vòng quay của máy củng như
của lưu thể. Trong quá trình máy hoạt động sự thay đổi

: “trang thai của lưu thé luôn tuân theo định luật sau đây:
cài

m

PV. = Const và p9

“Trong đó: P- - Ap suất lưu thể.

= Const.

(2-1)

Và - Thể tích lưu thể

k- Hệ số; k = 1,4,
- Khi
tăng

máy

làm

việc với lưụ thể khơng có dân tkhí v = ConsL) cân tránh
hay giảm quá nhanh thể tích làm việc của máy để không làm hư hỏng

máy hoặc: cháy động. cơ đo quá tải. Muốn thế cần chú ý:
`
ˆ» Trước khi cho máy chạy phái mở van chạn phía cửa đẩy.
; Lắp van an tồn để xà nhanh lưu thể từ khơng gian nến sang
khơng

gian hút của máy.

Từ ngun lý thể tích có thể thiết kế và chế tạo ra rất nhiều
kiểu máy
2


bơm

và máy nén, sẽ được đồ cập đến ở các phần sau.

2-2. NGUYÊN LÝ LY TÂM.
Nguyên

lý này

được

ứng dụng

cho cả bơm,

quạt

và máy

nén.

Hình

2-1

giúp ta nghiên cứu chuyển động của lưu thể chứa đầy trong kênh nằm giữa
hai vách hình vành khuyên song song nhau, cách nhau một khoảng b và hai
vách chắn có chiều cao bằng b.
(

(

oN

“X5

\S°

Cty

có

8

đc, =(

“

mA

y

onl

/® N

“Ne

Hinh 2-1,

. Rênh chứa đầy lưu thể có khối lượng riêng ø, quay chung quanh tâm oO
với vận tốc góc œ. Ta xét thành phần của lưu thể có khối lượng dm trọng
kênh giới hạn bởi mặt cong có bán kính r và r + dr (phần được gạch chéo): 2ˆ
dm

= pa.b.t.dr = pfdr.

= abr. Dién tich mat cong có bán kính r.

;

Lực ly tam đR tác động lên thành phần chất lỏng dm được thể hiện ở

công thức (2-3),

‘

"

dR = - adm = rw*dm
' chất

(9-8)

7

Mặt khác do có chênh lậch áp suất giữa hai mặt cong của thành phần

lỏng

nên

cố

một

lực

hướng

được thể hiện ở công thức (2-4)

tâm

dF

tác

dụng

lên

dm.

Lực

dF = f(p + dp) - fp = fdp
Diều kiện câm-bằ
củang
khối đai thể hiện ở công thức (2-ð)..

hướng: tam

.

_4)
-


`

dR+dF=0

(2-5)

Thay các giá trị ở trên vào ta có:

- w *pardr + arbdp = O hay.

dp =p w *rdr

(2-6)

Tính tích phân trên từ 1 (cửa vào của kệnh) đến 2 (cửa ra) ta sẽ thu
được hiệu áp suất P, - P, céa kénh. Do chính là năng lượng mà các lưu thể
thu được do đi qua kênh quay. Nếu chúng ta chế tạo các kênh liên tiếp trên
vòng tròn sẽ cổ guồng động của bơm, quạt hoặc máy nén. Cấu tạo của từng
loại guồng sẽ được đề cập đến ở các phần sau.
:

U

2-

U

P„-P, =2ø2ƒ?2 rút =p — ———
.
q
vo

2
Trong đố:
.
-

wn

t =m——
30

l

ÿ U, = or; U,
l

2

N/m2

`

.

(2-7)

= ar,

a - 8ố vòng quay của kênh, v/phút
Công thức (2-7) cho chúng ta thấy các kết luận sau đây:

-:1) Hiệu P, - P, (năng lượng mà lưu thể thu được) phụ thuộc vào ø. Khối

- lượng của các lưu

thể rất khác nhau. Ô điều kiện áp suất khí quyển (áp suất

khơng khí gần mặt nước biển) thì khối lượng riêng của nước lớn gấp 830 lần
hối lượng riêng của khơng khí,

Ặ

. Vì vậy phải làm đầy guờng động (mồi) của bơm ly tâm trước khi khởi

động. -

a

/

:

2) Muốn P„-P, lớn thì cửa 1 càng phải gần O và cửa 2 thì ngược lại.

3) Hiệu P, -P, ‘ohy thuộc vào bình ¡ Phương giá trị của số vịng quay n va

bén kính cửa

ra Ty

.. Tam giác tốc độ C=

U, +0;

C, = U, + w, khong nhitng phy thugc

vào số vàng quay n, bán tính rtr„ mà cịn phụ thuộc vào hình đạng
của vách
ngăn giữa các kênh (cánh) của gudng dong. Sy tăng của động
năng không

phụ thuộc vào sự gia tăng của áp suất vì tam giác tốc độ ở cửa vào nhề hơn
ở
của lu ‘tte: Cc, <0,.

¬.
wy

U," - Vận tốc vòng;
wy - Vận tốc tương đối giữa lưu thể và cánh guồng động:

. C3 Cc,
¢ - Vận tốc tuyệt đối của lưu thể.

: Cánh. của guồng đồng có thể
cong về trước, vồ sau; cong nhi
ều hoặc Ít.


theo

có thể thẳng

Cánh
cong

mặt

trụ

hoặc

cong

kinh

hướng

Hình

là ngun

2-2

thể hiện

về trước,

sau;

cảnh

có thể

xoắn.

2-3. NGUN
Day

nghiéng

hay

dùng

lý được

ngang

tiết diện

LÝ CÁNH
trong

kế và chết

tạo cánh

chiều chuyển

động

thiết

của cánh,

NÂNG..
máy

bay,

cửa lưu thể

cùng các lực tác dụng lên cánh.

TT——SỏS....

Woo
____ Nes

fh

Hinh

2-2.

lưu thể chuyển động từ xa đến cánh vdi van téc We (xem nhu ổn
hướng và tốc độ) trùm lên cánh. Đo cánh đặt nghiêng một góc ơ so với
Dàng

định

lưng cánh tạo ra các xốy

dịng lưu thể nên phía trên
mà

dịng

lưu

thể

đã tác động

lên cánh

một

lực

lưu thể. chính vi vậy

R có phương

tạo

thẳng đứng một góc 4. Lực R được phân tích thành ly (lực nâng)

với

phương

và R_ (lực

:

cản).

Ry = Cy.S.-

We
(2-8)

Trong do:
Cy - Hé 36 ty 1é của lực nâng;
Cc, - Hệ sé lực cản;
8 - Bề

mặt

cánh;

:


Y.. Trọng lượng riêng của lưu thể;
.g- Gia tốc trọng trường.
- Nguyên

lý cánh

nâng còn được áp dụng trong việc thiết kế chế tạo tuốc
may phat dién, guong động của bơm và cánh quạt hướng trục, máy nén
hướng trục.
:
:
:
2-3. Thé hiện nguyên lý cầu tạo của bơm cánh nang (quen. gọi là
- bom `:HÌỉnh
trự
t c dun
g hay
“bin

bem mg

|

1- Quồng dộng;
2 Guong khuéch
- Trục;
z Vỏ bom;
5-0 dé.

Hình 2-8. Nguyên lý cấu tạo bơm cánh nâng.

tan;


Hinh 2-4

Hình

2-4.

thể hiện

Hinh 2-6

mặt

cát hình

hình 2-3. Và khai triển ra. Hình
guồng động - Tam

hình

2-3

2-5 - Thể

hiện

guồng

động

đi qua

A.- Aở

tam giác tốc độ ở cửa

vào của

giác tốc độ ở cửa ra thể hiện ở hình 2-4,

C.=
Từ

trụ quanh

wit

ta thấy:

U;C,=W,+U,

khi

guồng

động

(2-9)

quay

dưới

tác dụng

của

quay M thỉ nước sẽ được hút và đẩy, lên qua guồng khuếch tán
chảy vào ống đẩy. Lực R tác dụng lên guồng động qua các cánh

này được

phân

dung

gối

lên

tích thành

đỡ

chặn,

lực thẳng dứng H„ và lực ngang

lực

Ry

động quay theo chiều ngược

Guồng

khuếch

guồng động thành
Cấu
ở phần

- tạo

ra

mơ

men

cản

cố

lại.

tán có

xu

tác dụng

biến

động

năng

tạo cụ thể của gưỡng động cúng
,

như

2-4, NGUYEN
dựa

trên

của

guồng khuếch

(cánh

tỉnh)

guồng.

Lực

hướng

R,, tac

bát

chất

Trong đ

‘

_

guồng

lỏng lúc rồi

tán được đề cập

cơ sở định

luật bảo

toàn

nàng

lương

của

+

2

Lực

LY PILUN TIA.

lưu thể mà Becnuli đã thể hiện qua phương trình sau:
P+e-

men

/

thế năng.

lý này

Ry.

mô

.

sau:

Nguyên

„

+ pg(Z + Hạ )= Const

P - Áp suất đồng chay;
Ð - Khối lượng riêng của lưu thế;

,

(2-10)

dòng


..C - Tốc độ dòng chây;

g- Gia tốc trong trường;
Z - chiều cao cột chất lỏng;
Hệ - Trở lực đường ống.

Tự phương trình
đi, hoặc

(2-10) ta thấy: khi tốc độ tăng lên thì áp suất sẽ giảm

ngược lại. như vậy tại chố dịng chây của lưu thế có tốc độ lớn (miệng

ra của vơi phun)

ta tạo ra khơng gian có ống thông với nơi cần hút chất lỏng

hoặc hơi; chất lỏng hay hơi sẽ được hút. và cuốn theo dòng chây. Năng suất và

áp suất của thiết bị loại này tủy thuộc vào tốc độ của dòng chây.
ˆ'Phiết bị làm việc theo nguyên

lý này được áp dụng để hút chân không

cho các thiết bị có dung dịch. Về mặt lý thuyết thì nớ có thể tạo ra được chân

khơng hàn tồn. Khi đó trong điều kiện áp suất khí quyển tác dụng lên mặt
thống của bể hút thì thiết bị này có chiều cao hút tối đa đối với nước là:
A

= 760.

133,322

3

= 10,33 m H,0

Thiết bị này cần phải có phương tiện để tạo ra chuyển động liên tục của
dòng lưu thể chính (thường dùng bơm ly tâm). Dể biến năng lượng động năng

thành thế năng thì sảu khoang hút phải lấp thêm ống cơn.

- Phường pháp tính tốn thiết bị này sẽ đề cập ở phần sau,

10


CHUONG

3.

CAC LOAI BOM
Các loại bơm

lý đã đề cập ở chương

việc theo các nguyên

có thể làm

Căn cứ theo nguyên lý hoạt động ta chia ra các loại bơm: Bơm

2.

thể tích, bơm

ly tâm, bơm cánh nâng và bơm phun tỉa.

3-1. BOM THE TICH.
bơm

các loại:

tích thành

thể

Căn cứ vào cấu tạo cụ thể ta cớ thể chia bơm

pitông, bơm bánh rang, bom rôto cánh trượt,

bơm

trục

vít, bơm

quả

bàng, bơm lắc.

3-1-1. Bom

piténg.

Căn cứ đặc điểm
chia chúng thành

cấu tạo và hoạt động của bơm

các loại sau: Bơm

pitông

bơm vi sai, bơm pitơng quay hướng kích, bơm
3-1-1-1. bơm
Ngun

Pitơng

pitơng, chúng

tác dụng đơn,

bơm

ta có thể

tác dụng

kép,

pitơng quay hướng trục.

pitơng tác dựng đơn.

tắc cấu tạo và hoạt động của loại bơm

2 chuyển

động qua lại

trục O, biến 5 và thành

truyền

trong xilanh

này thể hiện ở hình

1 nhờ cơ cấu chuyển

4, con trượt. Dung

tích xi lanh

3-1.

động gồm

nằm

giữa hai

điểm chết của pitơng bằng dung tích chất lỏng trong mỗi lần hoạt động của
pitông ở điều kiện lý thuyết (khơng có tổn thất thở tích). Khi pitơng chuyển
động

sang

phải

thì van

8 đóng,

van

7 mở,

chất

lỏng từ bể

11 được

hút

lên

lịng xilanh. Khi pitơng đến điểm chết bên phải thì hồn thành q trình hút.
Sau

đó pitơng

chuyển

động

ngược

lại thÌ van

7 đóng

và

van

8 mở

ra, chất

lỏng sẽ được đẩy lên bể chứa 10. Khi pitơng đến điểm chết trái thì q trình
đẩy hồn thành. Như vậy cứ mỗi vịng quay của trục O thì bơm thực hiện
được một chu trình hút và đẩy.

Khi trục O quay được một góc ø thì pitơng
qng § được tính theo cơng thức (3-1)

11

2 chuyển

dịch

được

một


Hình 3-1. Ngun

lý cấu tạo của bơm pitơng tac dung don.

1- Xy lan; 3- pitông; 3- Cán piténg; 4- Thành

truyền; ð- Biên; 6- Ống hut; 7-

Van hút; 8- Van đẩy; 9- Ống đẩy; 10- Bể chúa; 11- Bể hút, 19- Lưới lọc (giỏ); 13-

Culít (thay cho thành truyền 0à con trượi).

S = r(1 - Cose)+ 1 (1 - Cos#)
r=

OA - Ban kính quay;

| = AB - Dé dài của thành
Dấu

lại.

+

Khi

(8-1)

pitơng

ti

chuyển

,

động

truyền;

từ trái qua

phải;

còn

dấu

- khi

ngược

Từ hai tam giác BKA và OKA ta cơ:
Ising =ysiny)

(3-4)

Bang biến đổi lượng giác và đặt r/l = 4 ta có cơng thức tính 8:
-

Trường

8 = r(1 - cosp + -——sin2p)’

hợp thanh

(3-3)

2

truyền có chiều

phương trình (8-8) sẽ trở thành (8-4):

dài vơ cùng thì 8=

= T(] - cose)

`

O;Â

=O

khi đó

(3-4)

Cơ cấu Cúlit đáp ứng được điều kiện cho phương trinh (3-4). Tuy vậy cơ


cấu Culit chỉ áp dụng cho máy có cơng suất nhỏ. Khi bơm

nén)

(hoặc máy

có

cơng suất vừa và lớn thì khơng dùng cơ cấu CulÍt.

Từ phương trình (3-4) ta tính được vận tốc v của pitông.
ds
v=

ds

dy

dạ

dt

= ——.

dt

= rwsing

-

(3-5)

Gia tốc của pitông sẽ là a.

d’s
dp?

diễn

3-2 biểu

Hình

ay

—.

= rwcosp (3-6)

dt

cong

hai đường

v,a theo

hai

phương

trình

42,

9
|

.

"

q.

r

:

”

V4

ụ

%

và

-

(3-6)

a

(8-ð)

E

a

|
5

Hình 3-9.,Dồ thị chuyển dộng của pitông,
Khoảng

cách

giữa

hai

điểm

chết của

pitông. Năng suất lý thuyết của bơm

pitơng

gọi

là qng

F.5.n

Qụ,=—————

60

Fe

xD?

4

¡

8 của

pitơng tác dụng đơn được tÍnh theo cơng

.

.

thức (3-7):

chạy

m°

(3-7)

8

. m2

F - Diện tích tiết diện ngang của lịng xilanh; m2;
D - Đường kính trong của xylanh; m;

13


S - Quang chạy của pitơng, m;
n - Số vịng quay của trục chính,
Pitơng cơ thể là đạng
trị

lớn

dạng

hơn,
thỏi

chiều

trụ

dài

tấm

nhiều

có đường

trịn (khí

lân),Khi

kính

ngồi

đường

ấy

nhỏ

Bơm
loại bơm

Bơm

kính

pitơng
hơn

ngồi

phải

nhiều

khơng dùng cản.
3-1-1-2.

v/ph.
của pitơng có giá

có cản,

Khi
dài

pitơng
của

no

có

lần

chiêu

thi

Gấu

tạo và hoạt động của

:
pitơng

tác dụng

pitơng tác dụng
này được

kép.

kép có pitơng dạng

thể hiện ở hình

3-3.

Khi

tấm.

pitơng chuyển

động

từ trái sang

phải thì phía trái thực hiện q trình hút, cịn phía phải thực hiện q trình
đẩy và ngược lại.

Như

vậy

mỗi

vịng quay

của

trục chính

thì

bơm

thực

hiện

được

hai lần

hút và hai lần đẩy.

1;7
3;
ở;
hút

- Cúc 0uan hút
- Các oan đẩy.

- Cứa đẩy, cửa
của bom,

6G - Hỏi chèn
ð - Củn pitông.

gi
`

4.

Hinh

igh

kém

pe

3-3. Nguyén

Đo cán
cán)

+

def

hơn

te

z

k

ly céu tạo 0ù » hoạt dịng

pitơng chiếm
phía

trái.

chỗ

Năng

nên
suất

mỗi

lần húi

lý thuyết

thể hiện ở biểu thức (3-8):
(2F-

1). S.n

—————y

14

»

của bon

của

p†tơng

day cia
bơm

m/s. (3-8)

tác dung

phía

bóp,

phải

tphía có

lọini tác dụng

kép được


Trong đó:

xD?

te

oe

m?;

của xylanh,

- Diện tích tiết điện ngang

4

”

tich tiết điện ngang của cán, m';

- Quãng chạy của pitông;

+

n - số vịng quay của trục chính, v/ph.
Bơm

loại này có nhược điểm

là: có chiều dài lớn;

lực ép của pitơng lên

hai phía khác nhau; hộp chèn kíÍn cho cán phức tạp và hay hỏng, nhiều van.
Ưu điểm chính của bơm này là năng suất cao hơn, dong chay của chất
lỏng Ít biến động hơn loại tác dụng đơn.

Hình 3-4. Cho ta thấy sự khác nhau về năng suất thể tích của bơm

tác"

vl

°

Ỳ

L_

3

®

ny

3 m——

-⁄) —''†
wT

3H oan

a

Hình 3-4. Đồ thị lưu lượng của bom pitơng tac dung don va tác dụng kép
ỏ điều hiện lý thuyết.
dụng

đơn

và: kép

trong

một

vịng

quay

của

trục

chính

khi

chúng

có

cùng

đường kính xilanh và qng chạy của pitơng.

Trong thực tế bao giờ cũng có tổn thất lưu lượng do van đóng khơng kịp
thời hoặc khơng kín; do hộp đệm khơng
thể hiện bởi hệ số hiệu dụng thể tích.

15

tốt. Mức

độ tổn thất

lưu lượng được


Q

Ng eT

=

Q

Eee

Q@, +AQ

@,, -4@
me

Trong đơ: Q - Lưu lượng thực tế;

(3-9)

a,

Q, - Luu lugng ly thuyét;

AQ - T6n that.
Muốn

cho lưu lượng của bơm

thiết kế và chế tạo bơm

`
được

ổn định,

tác dụng đơn só nhiều

khơng

gây xung

thủy lực ta

pitơng sáp thẳng hàng;

hướng

kính hướng trục.
3-1-1-3. Bơm
Bơm

vi sai.

vi sai có cấu

tạo gần

giống

như

bơm

pitơng

tác dụng

kép

nhưng

khi hoạt động và lưu lượng mà nó hút và đẩy trong mỗi chủ kỳ lại giống như
bơm

tác dụng

đơn.

hiện ở hinh 3-5.

Nguyên

lý cấu

,

tạo và hoạt đơng

của bơm

ví sai được

1 Cita cap nude cho bam
2- Van hit

3- Vun déy

Bm

4 - cita ddy
- Bau khi

3. Pi tong

Hình 3-5. Nguyên

lý cấu tạo uà hoạt dong ct

16

boat ei sai.

thể


Tit hinh 3-5 ta thay: Khi pitong chuyén dong sang phải thì chất long từ

x;

x.D?

4

(3-10)

.8, m?

Vy = ——

5

V,=—(D?- da). 8m?

Á sẽ hút chất

khoang

khoang B được cháy vào ống đấy với thể tích là VỊ cịn
lỏng với thể tích là V..

4

/

Trong đó:
đ; D - Đường

kính cán và pitơng; m;

chạy của pitơng,

- Quãng

m.

trái thỉ từ khoang A chất lỏng sẽ
lỏng là
chảy vào khoang B với thể tích là Vv, và đẩy vào ống dẫn lượng chất

lỏng là
hiệu (V, -.VỊ). Như vậy cứ mỗi chủ kỳ bơm hút va day được lượng chất
công thức
V.. Khí ấy ‘nang suất lý thuyết của bơm vì sai được tính theo
Khi

sang

từ phải

động

pitơng chuyển

(3 11):
aD?

Qe
4

Dối

ngang

loại

với

của pitong

;

60

.

diện

(3-11)
cán

của

ngang

vào ơng đẩy

lỏng chảy

chât

thì lượng

Is

tiết

nếu

này,

bơm

n

tiết

0,ỗ

bang

diện

khi pitơng chuyển

động sang phải hay sang trái là bằng nhau.
Nếu

đến

chú ý thêm

định tiết diện

ngang

của cán

để xác

động

chuyển

lượng của

các

bộ phận

thì công tiêu

tốn

khi pitông chuyển

trọng

động

sang

phải hay sang trái là bằng nhau.
Khi ấy tải lên động cơ là đồng đều.

Bơm

vi sai

áp

được

dụng

trường

trong

hợp

lưu

nhỏ

lượng

và

vừa,

áp

suất không lớn.

3-1-1-4, Chiều cao hút, làm việc song song và công suất của bơm.

L- Chiều cao hút:
Chiều

cao

hút

của

bơm,

ký

hiệu

là HL

(xem

hình

nhiều yếu tố như sau:
- Áp suất tác dụng
bang áp suất khí quyển

lên chất lỏng ở bể hút. Nếu
nơi dat may,

3-6)

`

phụ

thuộc

vào

bể hở thÌ áp suất này

ky hiệu là BaP;

- Tén that tré lye trong 6ng hut là H,;

ALL

GAD

- Tén that do sự bay hơi của chất lỏng nếu áp suất trong ống hút dat giá

17


trị

để

nó

tương

bay

ứng,

hơi

ở

nhiệt

ký hiệu là Hi

- Đo gức ÿ của chất
hiệu

và

hệ giữa chiêu

các

yếu

hiện ở biểu
H,

lỏng,

ký

là J

Quan
A,

độ

sB-

tố

trên

cao hút
được

thế

thức (3-12):

(Hy. + Hy +J

Từ

biểu

Giá

trị của B

)

thức

(3-12)

(3-12)

ta

thuộc

áp

thấy:
suất

khí

hoặc

là

nào

`
làm

ngoặc

đơn

phụ

thuộc

việc, và chat long cháy

vào

cấu

nơi

phụ

thuộc

trong

thiết

ống. có chất

Hình 3-6
trị trọng

đư

quyển

lỏng

phụ

đặt

vào

máy,

áp

bị hay

cần

hút.

suất
đường

Giá

trị

của:

tồn tại khách quan với hệ

thơng

bơm

tạo cúa

hơm

và

và hệ

ống

thống

hút.
của

Cac
nó

khi

pia
nó

từ bể hút lên ống đẩy có nhiệt độ là bao nhiêu,

La
Hos G+ YE pe
D

(8-13)

1

 - Hệ gố mà sát của chất lỏng với đường ống hút;
L, D - Chiều

dài, dường

kính

trong của ống hút;

a

3ì :, - trở

lực cục bộ, phụ thuộc vào dạng và số lượng cục bộ; 1
œ - “ốc độ của chất lỏng chày

trong ống;

8 - Gia tốc trọng trường.
thuộc

Ấp suất tuyệt đối H, khi chất lòng bay hơi ở nhiệt độ Lượng ứng, nó phụ
từng

loại chất

lỏng.

Nếu

là nước

thì ced thế

Bing

c

Hym

3

0

10

0,05!

0,12|0,44 | 0,44

120

30

1.

40

18

Lra ở bang

0,76)

(4-1).

`

ñỤ

75

100

1,46]

4

10,43


Áp suất

P| = B được thể hiện ở bảng (3-21.

khí quyén

"

4m

0

B,mH,O

10,38

| bpm —

„2

Bang
f

|

500 | 1000] 1800

|

9,7 | 920

- 1, 7

_-.

aD, 2

“a

wn

(3-14)

30

D,- Chiêu dàf đường kính trong của
chất lỏng cháy khơng ổn định tcó sức ÿ};
Ly,

Qu - Lưu

khí quyế n

nước “đang sơi thì áp suất

án

va 3-2 ta t thấy

4h

és

⁄

X

Từ Đảng: 3-1

No

nỊha#t
2000.

2000.

đoạn

ống

hút

mà

lượng lý thuyết của bơm;

n - 86 vòng quay của trục khuỷu;
r - Bán kÍnh tay quay

(hoặc độ lệch tâm).

1 - Chiều đài tay biên.
Từ biểu

(3-14)

thức

thuộc

d phụ

ta thấy

rất nhiều

vào số vòng

quay n

quay
Nếu n có giá trị lớn dẫn tới làm giảm H, trong biểu thức giảm số vòng
n. Bảng

3-3 là quan

hệ'giữa

H.

quay

với số vịng

sạch (nếu nước khơng sạch thì lay

n và nhiệt

độ t¿

giá trị H, , thấp hơn).

Bảng 3-3.

0

n,viph
|

50
60
90
120
150
180

BE

40 | 60 | 60 | 70

| 20 | 30 |
|66|]
7
66|6 |

5316 |
4514 |
35/3 |
25/2 |

6 |
56|
46|
3,6|
26!
15/
19

H,™

65|
5 |
4. |
3 |
2 |
1 |

4 |
36
%5]
16|
o5|
0 |

9

0
0
1
0
06]
0 | 0
o | o

35|

của

nước


. 2- Sự làm việc song
Lưu

lượng Q của bơm

song của

bơm

pitông phụ

thuộc

pitơng.
vào

việc cụ thể và số vịng quay của mỗi bơm.

Chiều

của các chỉ tiết như

xilanh,

trục

kéo

đẩy

bơm.

Chiều

cao

bao

pitông,
gồm

biên,
chiều

cao

thước

cao đẩy phụ
v.v..

địa

tổng tổn thất trở lực của dường ống đẩy. Bơm
cần thiết và áp lực đủ mạnh

kích

và cơng

lý cần

đẩy

(dung

tích)

làm

thuộc vào độ bên
suất của động

cơ

chất

và

lỏng

lên

phải tạo ra được lưu lượng Q

để tháng được chiều cao địa lý và tổn thất đường

ống. Nếu thể tích làm việc của bơm khơng thay đổi, số vịng quay là ổn định
thì lưu lượng Q không thay đổi (với chất lông không co đãn) khi áp suất (cột

áp H) tăng.

Quan

hệ giữa lưu lượng Q và cột áp H là đường

với true tung (xem hinh 3-7). H, = £(Q)).

woe

71g

`

N

thẳng

song song

nề

[a= fs)

<

Gn = UtQr-r Oy’

`

8á

Hình 3-7: Sự làm uiệc song song cia bom pitong.

Từ hình 3-7 ta thấy: điểm cát nhau giữa đường đặc tính
mạng ống là Hệ

và đưường Q,

= const

là Tự. Khi

ấy áp lực của

bơm

việc với nhau theo nguyên tắc song song thi điểm

là H,- Khi

làm việc là 'P

các bơm

làm

ứng với áp

lực H, và lưu lượng là Q, = Q, + Q, +...+ Q,= Conat, Như vậy khi làm việc

gong song thi từng bơm

riêng vẫn cho năng suất dòng chây (lưu lượng) như

khi làm việc riêng rẽ nhưng áp lực thì mỗi bơm đều phải chịu là Hạ.
Vì vậy
khi làm việc sơng song sông suất của mỗi bdm phải lớn hơn khi làm
việc
20


riêng rẽ.

3. Công suất của bum pitông.

- Trước

pitông làm việc phải mở van chặn ở cửa đẩy và cửa
trường hựp có thể thay đổi được số vịng quay thÌ nên

khi cho bơm

Trong
quay của trục bơm.
vòng
số
tăng dần
hút của

bơm.

- Diều chỉnh lưu lượng của bơm pitơng có thể thực hiện bằng sự thay
đổi qng chạy của pitơng hoặc thay đổi số vịng quay của trục. Các khả năng
này phải được thiết kế và chế tạo trước.
- Dừng bơm: Dừng động cơ, khóa các van.

suất 'của bơm bao gồm công suất chỉ thị N, công suất hiệu dụng
chỉ thị lý
Nụ, công suất động cơ Nụ: Công suất chỉ thị được xác định từ đồ thị
của bơm). Xem
thuyết (khơng tính đến các tổn thất của các q trình hút đẩy
Cơng

hinh 3-8.
Co

J cecum

oo

sani

a

rnb

Là

k
P

Pa

+

Áp suất khí quyển.
ar

b

Pe.

Eˆ†C
Chân

tuyệt

khơng

Ộ

đối. ri

h

Hình 3-8. Dd thi chi thi lý thuyết của bam pitong
P, - Ấp suất hút tuyệt đối;
P, - Áp suất đẩy tuyệt đối;
P, - Áp suất chỉ thị
P, - Ấp suất chân khơng;
P,- Ap suất khí quyển;
8 - qng chạy của pitông.

al


Dién tich cua hinh chit nhat DEFC dugc tinh theo cong thie 3-15.

F, = s,°(P,-P,) ds =A,

- Công

A, là công tiêu

tốn tính cho một

(3-15)

vịng quay

của

trục

bơm

loại

tác

dụng đơn, nớ được tính từ cơng thức (3-16):

A, = F.P,5

D-

Đường

nD?

=——
4

PS

kính trong của xilanh

Nm

(đường

(3-16)

kính của pitơng)

suất chỉ thị lý thuyết N, được tính theo cơng thức

| FP.S.n
N.=———
60 x 1000

khi ấy cơng

(3-17)

KW

(3-17)

F- Diện tích tiết diện ngang cia piténg, m*
P,- Ap suat chi thi, N/m’;
--8 - Quãng chạy của pitơng, m;
n - Số vịng quay của trục bam,

v/ph.

,

Từ hình 3-8 ta có: diện tích ABCD tương ứng cơng hút ; diện tích ABFE
tương ứng cơng đẩy trong một chu kỳ (một vòng quay của trục).

Io

.Đồ thị chỉ thị ở hình 3-8 chỉ có trong điều kiện lý thuyết. Trong thực tế

a

&

Bình 3-9. Đồ thị chỉ thị thực tế của bơm pitông. Các loại tổn thất da gay nen
những biến dạng trên dường chỉ thị.

+2

'


bao giờ cũng có tổn thất, nên đồ thị chỉ thị thực tế của bơm pitơng bị méo mó

đi (xem hình 8-9).

.

a) Do chiều cao hút lớn, van đẩy mở chậm;
b) Bơm

bút cả chất khí nên đường

nén là đa biến, hệ số hiệu dụng thể

tích tùy thuộc vào tỷ số x/5;

.

e) Trong chất lỏng cớ nhiều chất khí; cả khi hút và khi đẩy của bơm,
giống như chất đàn hồi;
đ) Van hút đóng khơng kín, nên khi đẩy chất lỏng chảy ngược về bể hút,

cuối quá trình đẩy áp suất giảm nhanh.
e) Van đẩy hở (đóng khơng
thành q trình hút;
f) Khơng

:

kÍn) nên áp suất hút đã tăng khi chưa hồn

gian hai trong xilanh cia bom

lớn và chất lỏng cở đàn hồi (eo

và dan chút Ít). Hệ số hiệu dụng thể tÍch phụ thuộc vào tỷ 86 xía.

- Cơng suất chỉ thị lý thuyết đúng bằng cống suất lý thuyết của bơm, nở

được tính theo cống thức (3-18)

øøzQH

N,= N, = ———— , Kw (3-18)
1000
ø - Khối lượng riêng của chất lông, kg/m?,

g - Gia t6c trong trudng, g = 9,81 m/s?;
Q - Luu lượng của bơm, m3/s;

H - Chiều cao thủy lực tính bằng

mốt cột chất lơng (áp lực

của bơm), m.

im H, O = 9810 N/m?

10 m H,O

= 1 at mốt pho ky thuat = 98100 Nim?

- Công suất thủy lực được tính theo cơng thức (8-19), nó bao hàm ecâ tổn

thất thể tích và tổn thất áp lực của bơm.

Nụ=

øø(@ + AQ) (H + AH)

1000

-_„ Kw (8-18)

AQ - Tổn thất thể tích; AH - Tổn thất áp lực.
- Cơng suất hiệu dụng là công suất đặt lên đầu ra của trục bơm,

nó bao

hàm cả tổn thất cơ học (ma sát ở các ổ bi va bạc). Nớ được tinh theo công
thức (3-20):

23