Cơ Khí Lưu Chất - Máy Bơm, Trạm Bơm part 5 pot

33
nhụn bóử mỷt õộa hoỷc phỏửn chaớy v.v . Tỏỳt caớ õóửu coù aớnh hổồớng õóỳn trở sọỳ caùc tọứn thỏỳt
vaỡ hióỷu suỏỳt tổồng ổùng cuớa maùy bồm.
II. ổồỡng õỷc tờnh cuớa maùy bồm caùnh quaỷt
ổồỡng õỷc tờnh cuớa maùy bồm laỡ õọử thở bióứu thở quan hóỷ phuỷ thuọỹc giổợa caùc thọng sọỳ
cọỹt nổồùc H, cọng suỏỳt N, hióỷu suỏỳt vaỡo lổu lổồỹng Q vồùi voỡng quay n khọng õọứi cuớa
rọ to tọứ maùy bồm. ổồỡng õỷc tờnh cuớa maùy bồm thổồỡng õổồỹc veợ tổỡ kóỳt quaớ cuớa thổỷc
nghióỷm trón caùc giaù thờ nghióỷm chuyón ngaỡnh vaỡ õióửu kióỷn thờ nghióm.
1. ổồỡng õỷc tờnh cuớa bồm li tỏm veợ theo lyù thuyóỳt
Do sọỳ lổồỹng caùnh bồm laỡ hổợu haỷn vaỡ chỏỳt loớng khọng phaới laỡ lyù tổồớng vaỡ khi laỡm
vióỷc coù tọứn hao do vỏỷy caùc giaù trở Q, H, N lyù thuyóỳt vaỡ thổỷc tóỳ coù khaùc nhau. Bióứu
thổùc xaùc õởnh cọỹt nổồùc lyù thuyóỳt, caùnh vọ haỷn vaỡ chỏỳt loớng lyù tổồớng nhổ õaợ bióỳt ( phổồng
trỗnh 3 - 1 ). a sọỳ trổồỡng hồỹp hổồùng vaỡo cuớa chỏỳt loớng trón caùnh BXCT coù hổồùng baùn
kờnh bồới vỏỷy
1
= 90
0
, tổồng ổùng C
1u
= C
1
cos
1
= 0 nón :

=
l
H
UC
g
22u

( 3 - 2 )
Sau õỏy trỗnh baỡy cuỷ thóứ caùch veợ õổồỡng õỷc tờnh cuớa bồm li tỏm theo lyù thuyóỳt:
a. Veợ õổồỡng õỷc tờnh Q - H
Duỡng phổồng trỗnh ( 3 - 2 ) ta tióỳn haỡnh veợ caùc õổồỡng õỷc tờnh cuớa bồm li tỏm. Tổỡ
tam giaùc tọỳc õọỹ cổớa ra BXCT ta thỏỳy :
2u 2 2u
CUW
=

, coỡn
2u 2r
2
WC
ctg= .

, lổu
lổồỹng lyù thuyóỳt
l
QDbC
=

22 2r
. Vỏỷy :
2u 2
2
22
CU
ctg
l
QDb

=



/( ), thay vaỡo ( 3 - 2 )
ta coù:

=
l
H
U
g
U
ctg
l
Q
g
D
2
2
2
2
2
2


( 3 - 22 ).
Bióứu thổùc ( 3 - 22 ) laỡ phổồng trỗnh õổồỡng thúng tuỡy thuọỹc vaỡo goùc
2
: õổồỡng 2 vaỡ 3 laỡỡ

Hỗnh 3 - 10. ổồỡng õỷc tờnh cọỹt nổồùc H - Q cuớa bồm li tỏm.
õổồỡng tổồng ổùng vồùi goùc
2
= 90
0
vaỡ
2
> 90
0
coỡn õổồỡng 1 õổồỹc veợ ổùng vồùi
2
< 90
0
.
Nhổ õaợ phỏn tờch choỹn goùc
2
< 90
0
laỡm goùc thióỳt kóỳ, do vỏỷy ta veợ õổồỡng H - Q theo goùc

naỡy nhổ sau:

34
Khi Q
l
= 0 thỗ

=
l
H
U
g
2
2
, khi

=
l
H
0 thỗ
l
QDbU
ctg
=


222
2
/
, ta veợ õổồỹc õổồỡng 1

óứ xaùc õởnh cọỹt nổồùc lyù thuyóỳt cuớa bồm coù sọỳ caùnh hổợu haỷn mọỹt sọỳ taùc giaớ õóử nghở duỡng
cọng thổùc hióỷu chốnh H
l
= K.
l
H
õóứ veợ õổồỡng 4. Tuy nhión nóỳu lỏỳy K laỡ sọỳ khọng õọứi
thỗ giaù trở H
l
chố laỡ gỏửn õuùng vỗ rũng khi H
l
= 0 thỗ Q
l
seợ bũng khi
l
H
= 0. Trong thổỷc tóỳ
õổồỡng H
l
- Q ( õổồỡng 4 ) gỏửn nhổ song song vồùi õổồỡng thúng
l
H
- Q ( õổồỡng 1 ), nghộa
laỡ giaù trở Q
l
tổồng ổùng trón dổồỡng 4 seợ nhoớ hồn so vồùi khi
l
H
= 0.
Trong thổỷc tóỳ chỏỳt loớng chaớy qua bồm seợ coù tọứn thỏỳt, do vỏỷy:

Lỏỳy õổồỡng 1 trổỡ cọỹt nổồùc tọứn thỏỳt ma saùt
ms
h
l
R
C
g
S
FC
S
Q
1
4
2
2
22 2
=+= =()
, vồùi
F laỡ dióỷn tờch qua nổồùc, S hóỷ sọỳ tọứn thỏỳt ma saùt ta õổồỹc õổồỡng 5.
Lỏỳy õổồỡng 5 trổỡ cọỹt nổồùc tọứn thỏỳt xung kờch ta õổồỹc õổồỡng 6
ổồỡng õỷc tờnh thổỷc tóỳ 7 dởch vóử traùi ổùng vồùi lổồỹng tọứn thỏỳt dung tờch tổỡ maùy bồm.
ổồỡng õỷc tờnh thổỷc tóỳ H - Q cuớa maùy bồm caùnh quaỷt coù nhióửu õỷc trổng khaùc nhau,
ta goỹi tyớ sọỳ K
d
laỡ õỷc trổng õọỹ dọỳc:
K
d
= 100 ( H
0
- H

max
) / H

max
( 3 - 23 )

Trong õoù H
0
laỡ cọỹt nổồùc khi Q = 0; H

max
- cọỹt nổồùc ổùng vồùi hióỷu suỏỳt cổỷc õaỷi.
Khi Kd 10% thỗ õổồỡng H - Q coù õọỹ dọỳc thoaới ( Hỗnh 3-11, a) õổồỡng 1 ); khi Kd
30% thỗ õổồỡng H - Q coù õọỹ dọỳc lồùn ( õổồỡng 2 ). Nóỳu cọỹt nổồùc lồùn nhỏỳt khọng rồi vaỡo lổu
lổồỹng Q = 0 thỗ õổồỡng Q - H seợ coù õoaỷn dọỳc ngổồỹc ( õổồỡng 3 ). ọỹ dọỳc cuớa õổồỡng H - Q
phuỷ thuọỹc vaỡo nhióửu vaỡo hóỷ sọỳ tyớ tọỳc n
s
( xem Hỗnh 3 - 11,b ); tyớ tọỳc caỡng lồùn thỗ õổồỡng
caỡng dọỳc.

Hỗnh 3 - 11. ổồỡng õỷc tờnh cọỹt nổồùc cuớa bồm li tỏm
a) Caùc daỷng õổồỡng H - Q; b) Sổỷ phuỷ thuọỹc H - Q vaỡo tyớ tọỳc ns: 1 7 : tổồng ổùng vồùi
ns = 64, 106, 155, 212, 282, 402, 650 (voỡng / ph )

b. Veợ õổồỡng õỷc tờnh cọng suỏỳt N - Q

35
Goùc
2
coù aớnh hổồớng õóỳn daỷng cuớa õổồỡng õỷc tờnh cọng suỏỳt N - Q cuớa maùy bồm li
tỏm ( xem Hỗnh 3 - 12 a ): Khi
2
90
0
thỗ cọng suỏỳt lyù thuyóỳt tng lồùn khi lổu lổồỹng
tng, coỡn khi
2
< 90
0
thỗ cọng suỏỳt tng chỏỷm vaỡ õaỷt giaù trở lồùn nhỏỳt ồớ mọỹt giaù trở Q
naỡo õoù Q < Q
=l
H
0
Trong chóỳ taỷo maùy bồm ta chố duỡng goùc
2
< 90
0
, do vỏỷy ta seợ veợ

õổồỡng õỷc tờnh cọng suỏỳt cho
2
< 90
0
. óứ bồm lổu lổồỹng Q lón õọỹ cao H
l
ta duỡng cọng
thổùc tờnh cọng suỏỳt lyù thuyóỳt sọỳ caùnh hổợu haỷn N
l
= 9,81 QH
l
vaỡ veợ N
l
- Q, sau õoù ta tióỳn
haỡnh tờnh caùc cọng suỏỳt tióu thuỷ õóứ khừc phuỷc caùc tọứn thỏỳt vóử thuớy lổỷc ( N
tl
), tọứn thỏỳt cồ
khờ (N
ck
), tọứn thỏỳt dung tờch ( N
d
) rọửi cọỹng tung õọỹ caùc cọng suỏỳt khừc phuỷc tọứn thỏỳt
trón ta nhỏỷn õổồỹc cọng suỏỳt maùy bồm yóu cỏửu N - Q ( xem Hỗnh 3 - 12, b ). ổồỡng õỷc
tờnh N - Q cuớa caùc bồm caùnh quaỷt khaùc nhau nhióửu hồn õổồỡng H - Q . Daỷng õổồỡng õỷc
tờnh N - Q cuợng phuỷ thuọỹc vaỡo tyớ tọỳc ns ( Hỗnh 3 - 12,c ).

a) Quan hóỷ phuỷ thuọỹc cuớa Nhi vaỡo
2
; b) Veợ õổồỡng õỷc tờnh N - Q.
Hỗnh 3 - 12. ổồỡng õỷc tờnh cọng suỏỳt N - Q bồm li tỏm.

Cọng suỏỳt cuớa bồm li tỏm coù tyớ tọỳc khọng lồùn tng theo Q mọỹt caùch õaùng kóứ hồn laỡ
õọỳi vồùi bồm tyớ tọỳc cao. Tuy vỏỷy, õióửu naỡy chố õuùng khi tng lổu lổồỹng õóỳn mọỹt mọỹt giaù
trở naỡo õoù thỗ cọng suỏỳt bừt õỏửu giaớm. Khi N = 0 thỗ bồm li tỏm laỡm vióỷc nhổ turbin vồùi
voỡng quay khọng õọứi. Cọng suỏỳt cuớa bồm caùnh quaỷt coù ns = 300 v/p ( xem õổồỡng 5
Hỗnh 3 -12,c ). Khi ns > 300 v/p thỗ cọng suỏỳt tng khi lổu lổồỹng giaớm ( xem Hỗnh 3 -
12, c õổồỡng 6 vaỡ 7 ).





36
c. Veợ õổồỡng õỷc tờnh hióỷu suỏỳt - Q

Hỗnh 3 - 13. Veợ õổồỡng õỷc tờnh hióỷu suỏỳt - Q bồm li tỏm.
Trón Hỗnh 3 - 13, õổồỡng 100% bióứu thở cọng suỏỳt hổợu ờch bũng cọng suỏỳt truỷc maùy
bồm ( õổồỡng 1). ổồỡng 2 bióứu thở hióỷu suỏỳt sau khi trổỡ tọứn hao cồ khờ. ổồỡng 3 laỡ hióỷu
suỏỳt sau khi tổỡ tọứn hao dung tờch. ổồỡng 4 laỡ hióỷu suỏỳt sau khi trổỡ tọứn hao ma saùt thuớy
lổỷc h
ms1
. Cuọỳi cuỡng lỏỳy õổồỡng 4 trổỡ tọứn thỏỳt xung kờch h
ms2
ta õổồỹc hióỷu suỏỳt - Q.
ổa caùc õổồỡng õỷc tờnh H - Q, N - Q vaỡ - Q lón chung mọỹt tồỡ giỏỳy ta õổồỹc õổồỡng
õỷc tờnh cuớa bồm li tỏm ( vờ duỷ Hỗnh 3 - 14,a ). Trón õổồỡng õỷc tờnh õỏửy õuớ coỡn coù thóm
õổồỡng bióứu thở õọỹ chỏn khọng cho pheùp [ Hck ] theo Q.

Hỗnh 3 - 14. Daỷng õổồỡng õỷc tờnh cuớa bồm li tỏm .
a) ổồỡng õỷc tờnh õồn; b) ổồỡng õỷc tờnh tọứng hồỹp cuớa bồm li tỏm.

37
Viãûc lỉûa chn mạy båm chênh xạc våïi cạc thäng säú Q v H thỉåìng l khọ cọ thãø,
trỉåìng håüp ny cáưn phi thay âäøi âỉåìng âàûc tênh ca nọ. Mäüt trong nhỉỵng cạch thay âäøi
âỉåìng âàûc tênh ca mạy båm l thay âäøi säúï vng quay n nhåì âäüng cå truưn tåïi, âäúi våïi
båm li tám t täúc tháúp cn dng cạch gt båït D
2
âãø måí räüng phảm vi cäng tạc ca mạy
båm. Nhỉỵng cạch lm ny chụng ta s nghiãn cỉïu åí cạc chỉång sau. Âỉåìng âàûc tênh
täøng håüp ch úu åí Hçnh 3 - 14,b biãøu thë quan hãû H - Q khi cäng sút v vng quay
thay âäøi .
Tỉì Hçnh 3 - 14, a ta cọ nháûn xẹt vãư tênh nàng lm viãûc ca båm li tám: Cäng sút u
cáưu ca båm tàng dáưn khi lỉu lỉåüng tàng, do váûy mún cäng sút khåíi âäüng nh ta nãn
âọng van trãn äúng âáøy trỉåïc khi khåíi âäüng vç khi Q = 0 thç cäng sút khåíi âäüng nh
nháút. Màût khạc cäng sút u cáưu lải tàng khi cäüt nỉåïc gim, nghéa l khi mạy båm lm
viãûc våïi cäüt nỉåïc quạ tháúp âäüng cå kẹo båm cọ thãø bë quạ ti, do váûy ta cáưn kiãøm tra quạ
ti âäüng cå våïi trỉåìng håüp ny. V hiãûu sút båm cạnh quảt nọi trãn âãưu phủ thüc vo
t täúc ns, nhỉ â tháúy trãn Hçnh 3 - 12,d : t täúc cng låïn ( âỉåìng 5, 6 ) thç dảng âỉåìng
quan hãû hiãûu sút η - Q cng däúc, vng lm viãûc cọ hiãûu sút cao bë thu hẻp lải.
Tuy nhiãn trãn thỉûc tãú hiãûn nay ngỉåìi ta dng thê nghiãûm âãø v âỉåìng âàûc tênh cho
cạc loải mạy båm måïi bo âm thỉûc tãú, pháưn ny s trçnh by åí pháưn sau.

2. Âỉåìng âàûc tênh ca båm hỉåïng trủc v hỉåïng chẹo











Hçnh 3 - 15. Âỉåìng âàûc tênh ca båm hỉåïng trủc v hỉåïng chẹo.
a) Khi t täúc ns = 200 300; b) khi ns = 500 800 ( v / p )
Âỉåìng âàûc tênh ca båm hỉåïng trủc v hỉåïng chẹo H - Q v N - Q ( Hçnh 3 - 15 )
phủ tüc nhiãưu vo t täúc; khi t täúc ns < 300 v/p thç båm hỉåïng chẹo gáưn giäúng våïi
båm li tám, cn khi t täúc cao thç giäúng båm hỉåïng trủc. Hçnh 3 - 11, b âàûc trỉng cho
båm hỉåïng trủc, thỉåìng cọ âiãøm ún åí vng lm viãûc våïi lỉu lỉåüng nh, nghéa l cäüt
nỉåïc v cäng sút thay âäøi khi Q tàng; âáưu tiãn thç gim, sau âọ tàng, räưi lải gim. Vng
A - B trãn âỉåìng âàûc tênh cäüt nỉåïc H - Q båm lm viãûc khäng äøn âënh, båíi váûy vng
ny gi l "vng khäng lm viãûc". Hiãûu sút quút âënh vng lm viãûc ca mạy båm,
thỉåìng vng lm viãûc tỉì 0,9 η
max
η
max
. Âỉåìng âàûc tênh âáưy â ca båm hỉåïng trủc

38
cn cọ âỉåìng dỉû trỉỵ khê thỉûc ∆h - Q. Âỉåìng âàûc tênh täøng håüp ca båm trủc cng cọ thãø
thay âäøi gọc xoay cạnh quảt ϕ ca BXCT ( xem Hçnh 3 - 16 ).

Hçnh 3 - 16. Âỉåìng âàûc tênh täøng håüp ca mạy båm OΠ10 - 260.
Tỉì dảng âỉåìng âàûc tênh båm trủc ta nháûn tháúy ràòng: Khi Q nh thç cäüt nỉåïc v cäng
sút tàng vt, do váûy ráút báút låüi khi khåíi âäüng mạy båm, váûy âãø gim cäng sút khi khåíi
âäüng thç trỉåïc lục khåíi âäüng phi tàng Q bàòng cạch måí ton bäü äúng âáøy ( nãúu cọ van
äúng âáøy ). Màût khạc cäng sút u cáưu ca båm cng cao khi cäüt nỉåïc lm viãûc låïn, do
váûy cọ thãø dáùn tåïi quạ ti âäüng cå kẹo båm nãn ta phi kiãøm tra cäng sút quạ ti náưy
Ngoi cạc âỉåìng âàûc tênh åí trãn, trong thỉûc tãú ngỉåìi ta cng cn xáy dỉûng nhỉỵng
âỉåìng âàûc tênh mạy båm khäng thỉï ngun dng chung cho mäüt kiãøu mạy båm. Âãø v
loải âỉåìng âàûc tênh ny ta dng cạc cäng thỉïc âäưng dảng v cạc âải lỉåüng khäng thỉï
ngun sau:
−
=
−
=
−
=
Q
Q

n
D
H
gH
nD
h
gh
nD
322 22
,,∆
∆
. Sau âáy l vê dủ:















39

Hçnh 3 - 17. Âỉåìng âàûc tênh khäng thỉï ngun ca 1 kiãøu båm li tám.

3. V âỉåìng âàûc tênh mạy båm bàòng thỉûc nghiãûm
Âỉåìng âàûc tênh v theo cäng thỉïc l thuút cn cọ sai khạc so våïi thỉûc tãú vç chỉa âãư
cáûp âáưy â v chênh xạc nhỉỵng cạc úu täú cọ nh hỉåíng, do váûy thỉûc tãú váùn phi dng
thỉûc nghiãûm âãø âo, tênh toạn v v cạc âỉåìng. Sau âáy trçnh by mäüt trong nhỉỵng så âäư
thê nghiãûm âỉåüc dng. Qua så âäư Hçnh 3 - 14, cạc bäü pháûn chênh v quy trçnh thỉí
nghiãûm nhỉ sau:
Âọng âäüng cå âiãûn kẹo mạy båm 1 quay åí trë säú n khäng âäøi, nỉåïc âỉåüc hụt tỉì bãø 4
vo BXCT v âỉåüc âáøy lãn äúng thoạt 6 chy vo bãø âo lỉu lỉåüng 5 vãư lải bãø 4 v lải
âỉåüc båm lãn Ta dng van âàût trãn äúng âáøy âãø thay âäøi lỉu lỉåüng tỉì 0 âãún Q
max
. ỈÏng
våïi tỉìng âäü måí ca van, tiãún hnh :
- Âo lỉu lỉåüng Q nhåì bãø âo 5. Cọ nhiu cạch âo lỉu lỉåüng: khi lỉu lỉåüng nh














Hçnh 3 - 18. Thiãút bë thê nghiãûm âån gin vỵ âàûc tênh mạy båm.

thỉåìng dng thng âãø âo räưi chia cho thåìi gian tỉång ỉïng khäúi nỉåïc trong thng; khi
lỉu lỉåüng låïn hån cọ thãø dng cạc thiãút bë âo nhỉ vàng tu ri, diaphåram âàût trỉûc tiãúp
trãn äúng âáøy hồûc dng âáûp trn thnh mng, váûn täúc kãú v.v âãø âo.
- Âo cäüt nỉåïc H v v âỉåìng H - Q: dng chán khäng kãú 2 âàût ngay åí gáưn cỉía
vo BXCT âãø âo âäü chán khäng H
ck
, dng ạp lỉûc kãú 3 âãø âo cäüt nỉåïc cäüt nỉåïc ạp lỉûc
H
ak
åí ngay sau cỉía ra BXCT , tênh ra cäüt nỉåïc H theo cäng thỉïc sau:
H
ak
H
ck
H
Z
vv
g
=+++
−
2
2
1
2
2
, trong âọ Z- khong cạch hai âiãøm âo giỉỵa ạp kãú v
chán khäng kãú, v1, v2 - váûn täúc nỉåïc åí hai âiãøm âo tỉång ỉïng.

40
Mäùi láưn thê nghiãûm phi giỉỵ vng quay n khäng âäøi. Âiãưu chènh âäü måí van trãn äúng

âáøy âãø cọ lỉu lỉåüng khạc nhau. Âc chán khäng kãú v ạp kãú tỉång ỉïng våïi cạc lỉu
lỉåüng räưi tênh ra cäüt nỉåïc H. Dng ta âäü Âãư cạc, tung âäü biãøu diãùn H, honh âäü biãøu
diãùn Q v ra âỉåìng H - Q våïi n khäng âäøi.
- Âo cäng sút N v v âỉåìng N - Q: Tỉång ỉïng våïi cạc âiãøm âo Q tiãún hnh âo
cạc cäng sút N. Cọ cạc càûp Q, H ta v âỉåüc âỉåìng N - Q våïi n khäng âäøi.
Cọ thãø cọ nhỉỵng cạch âo cäng sút . Trong phng thê nghiãûm, âãø âo cäng sút âäüng
cå cọ cäng sút nh näúi trỉûc tiãúp vo mạy båm cọ thãø dng âêamämet xồõn hồûc âäüng
cå treo âãø xạc âiënh mä men xồõn Mx tải trủc mạy båm, v tênh ra cäng sút trủc mạy
båm N = Mx. ω våïi täúc âäü gọc ω =
π
n
30
; Trong sn xút âo cäng sút trủc âäüng cå N
âc

bàòng ampe kãú, vän kãú v oạt kãú ( phỉång phạp ny kẹm chênh xạc hån ) räưi tênh ra cäng
sút trủc mạy båm N = N
âc
. η
âc
.η
tâ
.
- V âỉåìng η - Q: våïi tỉìng Q, H, N â âo ta tênh ra η =
hi
N
N
QH
N
=

981
100%
,
.
v
v ra âỉåìng η - Q.