Tính toán thiết kế cơ bản máy bơm ly tâm nhiều cấp t theo máy mẫu với các thông số sau DOAN

Phần I: Tính toán cơ bản
I. Tính chọn động cơ và phơng án kết cấu BCT
1. Công suất yêu cầu trên trục bơm
N=
Yc
gQtH
1000

Q
t
= (1,02 ữ 1,15) Q chọn Q
t
= 1,15 Q
Q
t
= 1,15 . 53 = 61,48 m
3
/h
Q
t
=
60.60
48,61
= 0,0171 m
3
/s
N=
535,0.1000
700.0171,0.81,9.1000
= 219,48 (Kw)
2. Công suất động cơ

Nđc = (1,1 ữ 1,3) N chọn Nđc = 1,2 N
Nđc = 1,2.219,48 = 263,4 (Kw)
3. Số vòng quay đặc trng
n
S
=
yH
iQtn
4/3
4/3
65,3
với i = 8
y = 1
n=2950
H = 700 m
n
S
= 3,65.
1.700
8.0171,0.2950
4/3
4/3
n
S
= 49,5 (vòng/phút)
chọn n
S
= 50 (vòng/phút)
II. Tính toán các thông số ở cửa vào BCT
1. Vẽ sơ đồ kết cấu BCT và quy ớc các kích thớc

2. Xác định đờng kính đầu ra của trục bơm
dr =
[ ]
3
2,0

Mx
(cm)
M
x
= 97403.
n
N
.B (N.cm)
Với thép làm trục 30 ữ 45
[ ]

= B(200 ữ 250) (N/cm2)
Ta chọn
[ ]

= 225 B
mà B =9,81

[ ]

= 225.9,81 = 2207,25 (N/cm2)
N=219,48 (Kw)
Vậy M
x

= 97403.
2950
48,219
.9,81 = 71090,9 (N.cm)
dr =
3
25,2207.2,0
9,71090
= 5,44 (cm)
3. Xác định đờng kính nơi lắp BCT
Dựa vào kết cấu bơm mà ta chọn d
d = 6 (cm)
4. Xác định may ơ BCT
d
0
= (1,2 ữ 1,25) d ta chọn d
0
= 1,23 d
d
0
= 1,23.6 = 7,38 (cm)
d
0
= 73,8 (mm) chọn d
0
= 74 (mm)
5. Xác địn đờng kính Ds
Ds =
2
0

4
d
Cs
Qt
+

(m)
Cs: tốc độ ở cửa vào
Cs = Kcs
gHi2
có Hi =
i
H
=
8
700
= 87,5
g = 9,81 (m/s)
Kcs: hệ số tốc độ chọn theo bảng
Bằng phơng pháp s uy ta đợc
Kcs = 0,11
Cs = 0,11
5,87.81,9.2
= 4,6 (m/s)
d0 = 74 (mm) = 0,074 (m)
Ds =
2
074,0
6,4.
0171,0.4

+

= 0,1039 (m) = 103,91 (mm)
6. Xác định đờng kínDh 1
n 60 thì lấy D
1
= (1 ữ 1,05) Ds
ta chọn D1 = 1,03 Ds = 1,03.103,91 114 (mm)
7. Xác định chiều rộng mép vào b1
b
1
=
01
CD
Qt

C
0
= (0,06 ữ 0,08)
3
2
Qtu
Chọn C
0
= 0,07
3
2
0171,0.2950
= 3,71 (m/s)
Từ lu lợng ta có

b
1
=
71,3.107,0.14,3
0171,0
= 0,0137 (m)
ta lấy b
1
10% ữ 20% lấy 15%
b
1
100
%15.0137,0
= 0,002055
b
1
= 0,0137 + 0,002055 = 0,015755 (m)
lấy b
1
= 16 (mm)
C
1r
= C
0r
11
1
Dt
t

= K

1
C
0r
= K
1
C
0
Với K
1
= 1,15 ữ 1,2 chọn K
1
= 1,2
C
0
= 3,71
C
1r
= 1,2 . 3,71 = 4,45
8. Xác định giá trị góc vào cánh
1
tg
1
=
u
r
CU
C
11
1

=
111
1
cos

CU
C
r

với U
1
=
2
1D
mà =
30
n
=
30
2950.14,3
= 308,8 (1/s)
U
1
= 308,8
2
107,0
= 16,5
Song thông thờng tính góc vào không va đập 1,0 , nghĩa là góc vào ứng với
1

= 90
0
ta có:
tg
1,0
=
1
1
U
C
r
tg
1,0
=
5,16
45,4
= 0,2606

1,0
= 14,93
0
chọn
1,0
= 15
0

1
=
1,0
+ mà = 3

0
+ 5
0

1
= 15
0
+5
0
= 20
0
9. Chiều dầy bánh dẫn S chọn tuỳ theo công nghệ chế tạo, nói chung nếu S chọn
nhỏ thì ít bị thu hẹp ở cửa vào
chọn S = 4
III. Tính toán các thông số ở cửa ra BCT
1. Góc ra của BCT
2
- Để đảm bảo tổn thất nhỏ, ta thờng lấy
2
tuỳ theo ns nh sau:
dựa vào bảng và bằng phơng pháp nội suy
ta có: n
S
= 50 vòng/phút
ta lấy
2
= 28
0
2. Tính tốc độ vòng ở mép ra của cánh U
2

- Từ phơng trình cơ bản:
H
LT

=
g
CU
U22
=
g
1
U
2
2
-
2
22

tg
CU
r
Tính U2 bằng công thức thực nghiệm:
U
2
= K
U2
t
gH2
(m/s)
Với K

U2
=

1
với là hệ số áp suất
Theo ns dựa theo bảng bằng phơng pháp nội suy
Ta chọn = 1,03
K
U2
=
03,1
1
= 0,985
vậy U
2
= 0,985
5,87.81,9.2
= 40,8 (m/s)
3. Tính đờng kính tại cửa ra BCT
D
2
=
n
U

2
60
=
2950.14,3
8.40,3

= 0,26427 (m)
4. Tính chiều rộng BCT ở cửa rab2
b
2
=
r
t
CD
tt
t
Q
22
21
2


(m)
với C
2r
= (0,7 ữ 1)C
1r
= (0,8 ữ 1,1)C
0
(m/s)
chọn C
2r
= 0,95C
0
= 0,95 . 3,71 = 3,5245
K

2
: hệ số thu hẹp ở cửa ra
Chọn sơ bộ K
2
= 1,05 ữ 1,1
Ta chọn K
2
= 1,08
b
2
=
5245,3.26427,0.14,3
08,1.0171,0
=
9246,2
018468,0
b
2
= 0,0063 (m) = 6,3 (mm)
5. Xác định gía trị tốc độ tơng đối

1
=
1sin
1

r
C
=
0

19sin
4,4
= 13,5 (m/s)

2
=
2sin
2

rC
=
0
28sin
5245,3
= 7,51 (m/s)
6. Xây dựng các tam giác tốc độ
7. Số cánh dẫn Z
Để tiện lợi có thể tính theo công thức sau:
Z = K
2
21
12
12

+

+
Sin
DD
DD

Chọn K 8 chọn K = 6,5
Z = 6,5
2
2820
107,026427,0
107,026427,0 +

+
Sin
Z = 6,2 chọn Z = 7 cánh
8. Chiều dầy bánh công tác
m = 10 ữ 15 mm
chọn m = 13 mm
IV. Kiểm nghiệm
1.
K
1
=
1
1
1
1

Sin
S
Z
D
Z
D

=
0
20
004,0
7
114,0.14,3
7
114,0.14,3
Sin

K
1
= 1,25
So với K sơ bộ ta chọn thì
%4%100.
25,1
2,125,1
=

Sai số nhỏ có thể dùng đ ợc
K
2
=
2
22
2

Sin

S
Z
D
Z
D



K
2
=
0
28
004,0
7
26427,0.14,3
7
26427,0.14,3
Sin

K
2
= 1,077
So với K sơ bộ ta đã chọn
%27,0%100.
08,1
077,108,1
=

Không quá 5% có thể dùng đợc

2. Kiểm nghiệm tỉ số b
2
/D
2
:
024,0
26427,0
0063,0
=
3. Kiểm tra tỉ số:
79,1
5,7
5,13
=
D
1
D
2
Phần 2: Xây dựng biên dạng cánh
2.1 Xây dựng biên dạng cánh dầu kiểu mặt kinh tuyến (mặt đứng) nh cánh có
dạng mặt trụ. Khi n
S
80 (vòng/phút) cánh dầu sẽ cong 1 chiều đơn giản có
dạng cánh cong mặt trụ, hẹp và dày việc xây dựng biên dạng mặt đứng cánh dầu
BCT đợc tiến hành nh sau:
- Dựng các kích thớc d,d
o
,D
1
,D

s
,D
2

-Lấy một điểm nào đó làm chuẩn trên D
2
, kẻ đờng nghiêng một góc so với
phơng thẳng đứng ,góc này 3
0
ữ 5
o
khi n
s
nhỏ và lơn hơn khi n
s
lớn
- dùng đờng nghiêng vừa kẻ làm chuẩn dựng các kích thớc b
2
trên D
2
và b
1

trên D
1
- Nối sơ bộ b
2
và b
2
thành một hình dạng hình thang (hình vẽ)

Muốn vẽ chính xác ,ta phải tìm các trị số b
1
thay đổi từ cửa vào đến cửa ra(từ vị
trí r
1
= D
1
/2 đến vị trí r
2
= D
2
/2) .Lấy sơ bộ đờng trung bình của b
1
và b
2
, đờng
1 - 2.Ta có giá trị b
i
ứng với một D
i
náo đó là :


b
i
=
Q
Các giá trị C
i
, W

i
, S
i
tìm trên hình 8 ứng với D
i
.Chia đờng trung bình 1- 2
thành nhiều khoảng , các điểm chia cách tâm BCT là: r
i
= D
i
/2, các khoảng chia
không nhất thiết bằng nhau mà tùy thuộc vao mức độ cần vẽ chính xác. tìm các
giá trị cấn thiết t hình 8 ứng với các điểm chia vừa thực hiện, ta tính đợc các giá
trị b
i
. Các b
i
thực hiện cũng đợc lấy phù hợp với việc lấy tăng b
1
và b
2
ở trên.
- Dựng các đờng tròn đờng kính b
i
tơng ứng với các giá trị của D
i
. Vẽ
hai đờng thẳng bao với các đờng tròn b
i
đó, ta đợc biên dạng cánh dẫn

trên mặt kinh tuyến. Chú ý rằng tâm các đờng tròn b
i
không nhất thiết
nằm trên đờng 1-2 mà có thể xê dịch chúng để đảm bảo sự điều hòa
của dòng chảy(biên dạng trơn liên tục) mà vẫn giữ qui luật thay đổi
của b
i
(hình vẽ). Các kết quả đợc ghi vào bảng thống kê sau.

2.2 Xây dựng biên dạng cánh dẫn (mặt trụ) kiểu mặt cắt vĩ tuyến:
ở đây n
S
= 50 (vòng/phút) mặt cắt dẫn có dạng mặt trụ cong 1 chiều đơn giản
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
thứ i
Điểm
chia
0,26427
0,2468
0,2302
0,2136

0,197
0,1804
0,1638
0,1472
0,130
0,114
m
Di
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
mm
Si
3,52
3,626
3,729
3,832
3,935
4,038
4,141
4,244
4,447
4,45

m/s
Cir
7,51
8,18
8,845
9,51
10,175
10,84
11,505
12,17
12,835
13,5
m/s

i
0,1185
0,111
0,104
0,096
0,0885
0,0811
0,0736
0,661
0,0586
0,0511
m
Ti
0,469
0,4548
0,4407

0,4266
0,4125
0,3984
0,3843
0,3702
0,3561
0,342
-
Sin

1
1,08
1,0936
1,1069
1,1202
1,1335
1,1468
1,1601
1,1734
1,1867
1,2
-
Ki
0,0063
0,00744
0,00851
0,00958
0,01065
0,01172
0,0279

0,01386
0,01493
0,016
m
bi
6,3
7,44
8,51
9,58
10,65
11,72
12,79
13,86
14,93
16
mm
Phần 3: Các bộ phận dẫn hớng
1: Bộ phận dẫn hớng vào
- Đây là bơm nhiều cấp nên bộ phận dẫn hớng vào thờng vuông góc với trục
nắp BCT .Vì vậy để dòng chảy đi vào BCT, ta phải nắn dòng chảy sao cho dòng
chảy vào đối xứng với trục.
- Đây là bơm nhiều cấp có các BCT đặt cùng chiều nên dòng chảy ở cửa vào sẽ
có hớng vuông góc với trục bơm sau đó đợc phân bố theo hớng vào đối xứng
trục (hình 24b [ 1 ]). Khi lu thể đợc dẫn vào miệng hút thì các tiết diện máng
dẫn vào sẽ đợc thu hẹp dần theo quy luật máng xoắn để lu thể vào cửa hút BCT
một cách đều đặn, không gây va đập, điều đó đợc thể hiện nhờ việc phân bố
máng xoắn từ tiết diện V đến I (hình 25 [ 1 ]) giảm dần để đảm bảo tốc độ
dọc máng xoắn đó là không đổi, tại tiết diện 0 (vô cùng) có lới chắn để khử
dòng quay. Việc phân bố máng xoắn thu hẹp dần cũng khử đợc không gian chết
của dòng chảy ở gần trục quay của bơm, tốc độ của dòng chảy từ mặt bích nối

với ống bơm của bơm đợc tính nh sau:
C
h
= K
ch
gH2
Trong đó
K
ch
: hệ số tốc độ đợc chọn theo n
S
Khi n
S
80 (vòng/phút) có thể lấy
K
ch
= 0,11 ữ 1,12
chọn K
ch
= 1,115
C
h
= 0,115
5,87.81,9.2
C
h
= 4,76 m/s
- Đờng kíng nơI cửa bích hút vào bơm
D
h

=
0676,0
76,4.14,3
0171,0.4
4
==

h
t
C
Q
(m)
Lại có C
h
=
5,13,1 ữ
D
C
CD = (1,3 ữ 1,5)Ch
chọn CD = 1,4Ch = 1,4.4,76 = 6,66 (m/s)
theo hình 25 [1] tiết diện IV có diện tích
F
4
= Kp
3
n
Q
t
Trong đó Kp = 1,8 ữ 2,2 chọn Kp = 2
Diện tích tiết diện IV:

F
4
= 2
3
2950
0171,0
= 0,0359 (m2)
Diện tích tiết diện III:
F
3
=
0359,0).
180
45180
(4
0
00

=F
U
U
IV
III
F
3
= 0,0269 (m2)
Diện tích tiết diện II:
F
2
=

0359,0).
180
90180
(4
0
00

=F
U
U
IV
II
F
2
= 0,01795 (m2)
Diện tích tiết diện I:
F
1
=
0359,0).
180
135180
(4
0
00

=F
U
U
IV

I
F
1
= 0,008975 (m2)
Diện tích tiết diện V:
F
5
=
0395,0).
180
45180
(4
0
00
+
=F
U
U
IV
V
F
5
= 0,04488 (m2)
* Khoảng cách
AF = 2D
S
= 2.103,91 = 207,82 (mm)
OO =
4
3

D
S
=
4
3
.103,91 = 77,93 (mm)
BO =
6
5
D
S
=
6
5
.103,91 = 86,59 (mm)
CO = D
S
= 103,91 (mm)
DO =
6
7
D
S
=
6
7
.103,91 = 121,23 (mm)
EO =
4
5

D
S
=
4
5
.103,91 = 129,89 (mm)
HO =
4
6
D
S
=
4
6
.103,91 = 155,86 (mm)
* Thiết kế hình dạng hình học ở các tiết diện hình thang ở cửa vào
Ta coi hình dạng ở các tiết diện vào của BCT có dạng là những hình thang cân
đã biết (Fi) có đáy lớn là ai cha biết và đáy nhỏ b = b1 = 16 (mm) có các chiều
cao hi, sau khi tính đợc các tiết diện hình thang này ta thiết kế lại sao cho những
hình dáng hình học phù hợp.
* ở tiết diện I (FI)
F
1
= 0,008975 (m2)
h
1
= OB -
2
91,103
59,86

2
=
S
D
= 34,635 (mm)
a
1
=
16
635,34
10.008975,0.2
2
6
1
1
= b
hi
F
= 501,16 (mm)
* Tiết diện F
2
:
F
2
= 0,01795.10
6
(m
2
)
h

2
= OC -
955,51
2
91,103
91,103
2
==
S
D
(mm)
a
2
=
16
955,51
10.01795,0.2
2
6
1
2
2
= b
h
F
= 674,98 (mm)
* Tiết diện F3:
F
3
= 0,0269.10

6
(m
2
)
h
3
= OD -
275,69
2
91,103
23,121
2
==
S
D
(mm)
a
3
=
6,76416
275,69
10.0269,0.2
1
2
6
3
3
== b
h
F

(mm)
* Tiết diện F
4
:
F
4
= 0,0359.10
6
(m
2
)
h
4
= OE -
935,77
2
91,103
89,129
2
==
S
D
(mm)
a
4
=
28,92116
935,77
10.0359,0.2
2

6
1
4
4
== b
h
F
(mm)
* Tiết diện F
5
:
F
5
= 0,0488.10
6
(m
2
)
h
5
= OH -
905,103
2
91,103
86,155
2
==
S
D
(mm)

a
5
=
87,84716
905,103
10.4488,0.2
2
6
1
5
5
== b
h
F
(mm)
* Kiểm nghiệm lại:
Công thức kiểm nghiệm:
K
8
= Kp.
32
3
2
D
D

Với D
3
= K
H

.D
2
=
Với ns = 50 (vòng/phút)
K
p
= 1,22
K
H
= 1,01
(tra giản đồ H29 [1] )
h
8
= (Kp K
H
)
7,27
2
27,264
)01,122,1(
2
2
==
D
(mm)
sai số kiểm nghiệm:
K
U
=
%9,0%100.

5,27
5,277,27
=

Giá trị h8 đạt yêu cầu
3: Bộ phận dẫn hớng ra kiểu xoắn ốc
- Nhiệm vụ của bộ phận dẫn hớng ra là nhận lu thể đi ra từ BCT. Sau đó dẫn ra
ống đẩy để đảm bảo giữ đợc chiều chuyển động của dòng chảy và ít tổn thất va
đập bộ phận dẫn hớng ra có hình dạng xoắn ốc mở rộng dần
Đặt r
2
: bán kính ngoài cùng của BCT
r
3
: bán kính đờng tròn cơ sở của đờng xoắn ốc
b
2
: chiều rộng cửa ra BCT
b
3
: chiều rộng ban đầu của máng xoắn ứng với bán kính r3 (H28[1])
- Các kích thớc đợc tính nh sau:
b
3
= b
2
+ (0,02 ữ 0,05)D
2
= 6,3 + (0,02 ữ 0,05).264,27
= 15,5 (mm)

r
3
= r
2
+
30
2
r
hay r
3
= (1,03 ữ 1,05)r
2
r
3
= 137,42 (mm)
- Ta tính từ điều kiện tốc độ dòng chảy trong máng xoắn không đổi từ tiết diện 1
ữ 8 là:
Cmx = Kmx
1
2gH
Kmx = 0,48 (tra theo bảng H29 [1])
C
mx
= 0,48
89,195,87.81,9.2 =
(mm)
+ Diện tích tiết diện 8 của máng xoắn ốc là
F
8
=

3
10.74,0
89,19
72,14

==
Cmx
Q
(m
2
)
+ Tiết diện I:
F
1
=
33
0
0
8
0
1
10.0925,010.74,0.
360
45
.
360

==F
U
(m2)

+ Tiết diện II:
F
2
=
33
0
0
8
0
2
10.185,010.74,0.
360
90
.
360

==F
U
(m2)
F
3
=
33
0
0
8
0
3
10.278,010.74,0.
360

135
.
360

==F
U
(m2)
F
4
=
33
0
0
8
0
4
10.37,010.74,0.
360
180
.
360

==F
U
(m2)
F
5
=
33
0

0
8
0
5
10.463,010.74,0.
360
225
.
360

==F
U
(m2)
F
6
=
33
0
0
8
0
6
10.555,010.74,0.
360
270
.
360

==F
U

(m2)
F
7
=
33
0
0
8
0
7
10.648,010.74,0.
360
315
.
360

==F
U
(m2)
+ Tính chiều cao hình thang các tiết diện đó theo:
hi =
2
1
2
.
2
4
2
33

tg
Fitgbb ++
góc mở i tăng dần 5 ữ 10
0
góc max sẽ đạt đợc ở tiết diện 8 có thể với 45
0
h
1
=
78,5
2
10
2
5,92.
2
10
45,155,15
2
1
2
.
2
1
4
0
0
2
1
2

33
=
++
=
++
tg
tg
tg
Ftgbb


(mm)
h
2
=
9,10
5,72
185.5,745,155,15
0
02
=
++
tg
tg
(mm)
h
3
=
3,15
102

278.1045,155,15
0
02
=
++
tg
tg
(mm)
h
4
=
8,18
5,122
370.5,1245,155,15
0
02
=
++
tg
tg
(mm)
h
5
=
7,21
152
463.1545,155,15
0
02
=

++
tg
tg
(mm)
h
6
=
05,24
5,172
555.5,1745,155,15
0
02
=
++
tg
tg
(mm)
h
7
=
97,25
202
648.2045,155,15
0
02
=
++
tg
tg
(mm)

h
8
=
5,27
5,222
740.5,2245,155,15
0
02
=
++
tg
tg
(mm)
4: Bộ phận dẫn hớng trung gian
- Các bộ phận dẫn hớng trung gian làm nhiệm vụ dẫn lu thể từ BCT phía trớc
đến cửa vào của BCT tiếp theo ở các máy bơm nhiều cấp BCT đặt theo 1 chều
thì bộ phận dẫn hớng trung gian của nó đợc làm từ những đĩa dẫn có cánh phía
trớc nhận lu thể đi ra từ BCT trớc và các cánh dẫn phía sau dẫn lu thể đi vào cửa
hút BCT tiếp theo.
- Căn cứ vào hình vẽ kết cấu của bơm mẫu ta chọn bộ phẫn dẫn hớng trung gian
kiểu cánh dẫn.
- Để đảm bảo luật của chuyển động của dòng chảy cánh thờng có dạng xoắn ốc
logarit với phơng trình:
r = r
3
.e
tg

3
với r

3
= 137,42 (mm)
3: góc xoắn ốc đợc lấy với giá trị không đổi kiểu đờng xoắn ốc và đợc lấy nh
sau:
tg
3
=
const
C
C
b
b
K
rd
dr
u
r
==
2
2
3
2
3


K
3
= 1,1 ữ 1,15 chọn K
3
= 1,13

b
3
= 15,5 (mm)
tg
3
=
157,0
63,6
525,3
.
5,15
3,6
.1,1 =
3 = 8,95
0
r
3
= 137,42.e
tg

3

= 137,42e
0,157

Khi b
3
= 15 ữ 40 (mm) lấy a
0
= b

3
a
0
= 15,5 (mm)
góc mở của ống cộng nếu mở rộng 1 phía thì lấy = 10 ữ 12
0
còn nếu mở
rộng 2 phía lấy = 9 ữ 11
0
theo hớng kính và 4 ữ 8
0
theo hớng trục ở đây ta
chọn cánh mở rộng từ 1 phía.
= 10
0
ữ 12
0
chọn = 11
0
- Độ cong của trục ống khuếch tán tăng lên sẽ làm giảm đờng kính ngoài của bộ
phận dẫn hớng trung gian, nhng khi đó sẽ làm giảm hiệu suất thuỷ lực của nó.
Vì vậy thờng chiều dầy phần ống khuếch tán này lấy nh sau:
L = (3 ữ 4)a
0
= 3.15,5 = 46,5 (mm)
c: góc ở tâm của máng xoắn ốc.
c =
)3sin1(
2
2

Zd
Z
d
= Z + (1 ữ 2) = 9
c =
664,0)95,8sin1(
9
2
02
=

bán kính R
0
= r
3
e

ctg

3
= 137,42e
0,664.0,157
R
0
= 152 (mm)
theo P.F.leideren thì phần xoắn ốc sẽ có thể coi nh là 1 cung trong bán kính
= (r

1
+ R
0
).
49,146
95,8cos2
1
).15242,137(
3cos2
1
0
=+=

- Đờng kính ngoài của đĩa dẫn D
4
bị khống chế bởi chiều dầy ống khuếch tán
hoặc có thể tham khảo số liệu sau:
với 3 = 8,95
0

76,0
4
3
=
D
D
D
3
= 2r3 = 2.137,42 =274,84 (mm)
D

4
=
6,361
76,0
84,274
76,0
3
==
D
(mm)
cánh dẫn dòng chuyển tiếp phía sau đĩa trung gian thờng đợc thiết kế bằng 1
cung tròn nh phơng pháp Bơrixcơ với điều kiện
6
= 90
0
và
5
=
3
hình 32b [1]
Phần 4: Bộ phận lót kín
1: Lót kín BCT
- Giữa thân bơm và BCT bao giờ cũng tồn tại 1 khe hở. Để đảm bảo lu lợng
không tổn thất qua đó, hiệu suất lu lợng yll của bơm cao thì khe hở giữa chúng
1 và 2 phải rất nhỏ (h33[1]). Không những thế để làm tăng sức cản khe hẹp,
ngời ta còn làm chúng có kết cấu phức tạp, có dạng zíc zắc (hình 34). Khi
bơm làm việc, khe hẹp sẽ bị mòn, chiều rộng khe hẹp tăng lên do đó ngời ta làm
các vành chịu mòn ghép vào đó, lợng chất lỏng ra qua khe hở lót kín phía trớc
BCT
1

là:
- q
1
= à.fy
ghy2
à: hệ số lu lợng khe hẹp (tuỳ thuộc vào lót kín )
F
y
= 2ry1.
1
: diện tích tiết diện khe hẹp
h
y
: cột áp khe hẹp
thông thờng với ns = 50 vòng/phút thì
h
y
= 0,6H
1
= 0,6.87,5 = 52,5 (mm)
Đối với bơm nhỏ (Q < 0,5 m3/s) thì 1 = 0,2 ữ 0,3 (mm)
Để lót kín BCT thì Dy1 = 2ry1 100 (mm)
thì chiều dày l1 có thể lấy theo kinh nghiệm sau:
15,012,0
1
1
ữ=
Dy
l
ta có h

y
= H
TA

























2
2

1
2
1
2
2
2
1
8 r
r
r
r
g
U
y
y
r
y1
=
2
2
22
)(8 UhyHg
rU
TA
+
trong đó H
TA
=
122
)02,001,0(535,0

5,87
)02,001,0(
1
=
ữ
=
ữy
H
(m)
U
2
= 40,8 (m/s)
R
2
= 0,132 (m)
r
y1
=
)(8,63)(0638,0
8,40)5,52122(91,8.8
132,0.8,40
2
mmm ==
+
r
y1
= 2r
y1
= 2.63,8 = 127,65 (mm)
Dy1 > 100 vậy chiều dày l1 có thể lấy

15,012,0
1
1
ữ=
y
D
l
l1 = (0,12 ữ 0,15)D
y1
= 0,135Dy1 = 0,135.127,65 = 17,23 (mm)
+ Tính diện tích khe hẹp fy
F
1
= 2r
y1

1
= 2.63,8.10
-3
1

1
= 0,2 ữ 0,3 (mm) chọn
1
= 0,25 (mm)

1
= 0,25.10
-3
(m)

F
y
= 0,31.10
-3
(m2)
- Lu lợng chất lỏng qua khe hở:
* Lu lợng chất lỏng qua khe hở lót kín phía trớc BCT
Q
1
= àf
y
)/(10.173,00525,0.9281.210.31,0.55,02
333
1
smgh
y

==
* Lu lợng chất lỏng chảy qua khe hở phía sau:
q
2
= à2r
1
2
2
2
y
gh
với h
y2

=
















+
2
2
2
2
2
2
2
1
8
2
r
r

g
U
U
gH
y
LT
trong đó H
LT
= 122 (m)

2
: chiều rộng khe hẹp phía sau BCT

2
= 0,3 ữ 0,4
lấy Dy2 = Dy1 = 2ry1 = 187,65 (mm)
U
2
= 40,8 (m/s)
r
2
= 0,132 (m)
h
y2
=
)(6,16
132,0
0638,0
1
81,9.8

8,40
8,40.2
122.81,9
2
2
2
m=














+
q
2
= à2ry22
2
2
y
gh
q

2
= (0,5 ữ 0,6).2..0,0638.(0,3 ữ 0,4).10
-3
.
)/(10.77,00636,0.81,9.2
33
sm

=
Hiệu suất lu lợng
yll =
%94
10.77,010.173,010.7,14
10.7,14
21
333
3

++
=
++


qqQ
Q
Dựa vào kết cấu bơm và dựa theo l1 ta chọn chều dày l2 = l1 = 20 (mm)
2: Lót kín trục bơm
- Chọn vòng lót kín làm từ số Amiang có chiều dày
b = 0,25d = 0,25.60 = 15 (mm)
- Chiều dày phần lót kín:

s = 2b = 2.15 = 30 (mm)
L = (i + 0,5)b
i: số vòng lót
trong đó L = 2d = 2.60 = 120 (mm)
p =
)(5,87
8
700
8
at
H
==
1 at = 10 m (n ớc)
- Lực ép vòng lót
F = 1,4.p.
( )
Bdd
K
22
4


(B = 9,81)
d
K
= d + b = 60 + 15 = 75 (mm)
F = 1,4.87,5.
[ ]
)(91,181,9.)06,0()075,0(
4

14,3
22
N=
Phần V: Lực tác đụng trong máy bơm và tính toán trục bơm
1:lực hớng trục
1. Lực do sự chênh áp phía trớc và phía sau BCT coi phía trớc và phía sau BCT
trên khoảng R
y
đến r
2
là nh sau (h36[1]). Khoảng từ r0 đến R
y
là nh trớc BCT có
áp suất p
1
rất nhỏ, phía sau lại lớn do đó xuất hiện 1 lực hớng trục hớng từ phía
sau ra phía trớc BCT và có độ lớn là:
F
ZNG
= -

2
2
2
2
2
0
2
2
2
2
1
8
)(
8 r
R
g
U
HprR
g
U
y
y
Trong đó H

p
= H






=









8,40.2
63,6
1700
2
1
2
2
U
C
u
C
2U

=
63,6
2
2
2
2
=
r
CC
C
2U
= 6,63
U
2
= 34,17
H
P
= 700
)(632
17,34
63,6
1 mm=







R

y
=
)(3913
2
104
2
mmm
Ds
=+=+
R
o
=
)(0368,0)(8,36
2
8,73
2
0
mmm
D
===
R
2
=
)(132,0
2
26427,0
2
2
m
D

==
với = = 1000 (Kg/m
3
)
F
zng
=
( )















+
132,0.2
0368,0039,0
1
81,9.8
17,34
632.0368,0039,01000.14,3

222
22
F
zng
= -5688 (N)
Dấu (-) biểu thị lực có chiều ngợc trục.
2. Lực tác dụng phía bên trong của BCT:
Do kết cấu của BCT nên dòng chảy phía cửa vào của BCT sẽ phải thay đổi cả h-
ớng và độ lớn của tốc độ nghĩa là thay đổi động lợng. Khi đó chúng sẽ rút ra 1
lực hớng trục tác dụng lên BCT hớng từ phía trớc ra phía sau của BCT và độ lớn
của nó đợc xác định nh sau:
F
ztr
= .
0
.
.
C
g
Q

Do đây là BCT hỗn lu A < 1 ta có thể xác định lực này bằng thực nghiệm
F
ztr
=(0,01-0,05)
3. Lực phụ hớng trục
- Khi vành lót phía trớc BCT bị mòn áp suất phía trớc đĩa BCT nhỏ hơn áp
suất phía sau. Khi đó xuất hiện phụ lực hớng trục tác dụng lên BCT và hớng từ
phía sau ra phía trớc và độ lớn đợc tính nh sau:
F*

zng
=
( )









+
+

2
2
8
.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
22
2

2
2
22
2
2
r
Rr
R
r
hi
Rr
r
Rr
g
U
yy
y

( )







+
+

= 2

132,0.2
039,0132,0
039,0
132,0

039,0132,0
132,0
.039,0132,0
81,9.8
14,34
1000.14,3
2
22
2
2
22
2
22
hi
F*
ZNG
= -786,3 (N)
Dấu (-) biểu thị lực có chiều dọc trục.
* Tổng hợp lực tác dụng lên BCT:
F
z
= F
zng
+ F*
zng

+F
ztr
= - 5688 - 142,2 - 786,3 = - 6616,5
II. Lực hớng kính
- Lực này do sự thay đổi lu lợng của máy bơm và do cấu tạo của máng xoắn ốc
dẫn hớng ra và đợc tính theo công thức sau:
F
r
=
22
' 1 bDH
Q
Q
K
dm
R










KR: hệ số lực hớng kính (phụ thuộc vào ns) đợc tra theo giản độ h37[1]
Ns = 50 vòng/phút KR = 0,11
Q = 14,72.10-3 (m3/s)
Qdm = QT = 17,1.10-3 (m3/s)

= 1000 (Kg/m3)
H = 700 (m)
D
2
= 0,26427 (m)
b2: chiều rộng BCT ở cửa ra kể cả chiều dày đĩa BCT tại đó m = 13
b2 = b2 + m = 6,38 + 2.13 = 32,38 (mm)
F
r
= 0,11
)(66,850323,0.26427,0.700.1000
10.1,17
10.72,14
1
3
3
N=











Phần V: Dựng bản vẽ lắp bơm và kiểm tra sơ bộ hiệu suất
1. Dựng bản vẽ lắp bơm

Dựa vào bản vẽ mẫu và các kích thớc đã tính ở trên để vẽ
2. Tính sơ bộ hiệu suất của bơm
- Hiệu suất thuỷ lực
yTL = 1 -
2
1
)172,0(lg
42,0

td
D
mà D
td1
=
)(07,7374104
222
0
2
mmdD
S
==
là đờng kính tơng đơng ở cửa vào
-hiệu xuất
- hiệu xuất lu lợng
1/