BÁO CÁO GHÉP BƠM

1

BÁO CÁO GHÉP BƠM

Mục đích thí nghiệm
 Xác định cột áp toàn phần của bơm,công suất và hiệu suất cho bơm ly tâm
bằng việc đo đạc các thông số khi thay đổi lưu lượng bơm (thí nghiệm 1).
 Xây dựng đường đặc tuyến của mạng ống để xác định điểm làm việc của bơm
(thí nghiệm 2).
 Xây dựng đường đặc tuyến của hệ hai bơm ghép nối tiếp( thí nghiệm 3).
 Xây dựng đường đặc tuyến của hệ hai bơm ghép song song (thí nghiệm 4).

I. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1. Thí nghiệm 1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm
Stt

Lưu lượng

Q (l/s)
Tốc độ

bơm

n(rpm)

Áp suất

hút
P
h
(kPa)

Áp suất

đẩy
P
đ
(kPa)

Nhiệt độ

T (
0
C)
Moment xoắn

động cơ
t (N.m)
1 0
1260
1.1 31.2 38.1 0.15
2 0.811 0.7 23.7 38.1 0.42
3 0.85 0.7 22.7 38 0.44
4 0.89 0.6 21.9 38.1 0.45
5 0.904 0.6 21.3 38 0.46
6 0.96 0.5 20.3 38 0.47
7 1.02 0.5 18.9 37.9 0.49
8 1.04 0.4 18.4 38.1 0.49
9 1.06 0.4 18 38 0.5
10

1.074 0.4 17.8 38.1 0.51
2. Thí nghiệm 2: Phân tích các thông số đặc trưng của bơm
2

Stt

Lưu lượng

Q (l/s)
Tốc độ

bơm
n(rpm)
Áp suất

hút
P
h
(kPa)
Áp suất

đẩy
P
đ
(kPa)
Nhiệt độ

T (
0
C)

Moment xoắn

động cơ
t (N.m)
Kết quả khảo sát theo độ mở van ở chế độ bơm không đổi
1 1.057
1260
0.4 17.5 37.9 0.51
2 0.98 0.5 18.6 38.1 0.5
3 0.904 0.6 21.8 37.9 0.48
4 0.717 0.7 25 38.2 0.47
5 0.584 0.9 27.4 38.2 0.44
6 0.453 1 29.5 37.9 0.43
7 0.434 1 29.5 37.9 0.041
8 0.094 1.1 31.8 38 0.38
9 0 1.1 32.5 38 0.36
Kết quả khảo sát chế độ tốc độ bơm ở độ mở van hoàn toàn


1 1.451 1800 -0.1 34 37.8 0.6
2 1.32 1620 0.1 28.1 38.1 0.41
3 1.188 1440 0.3 22.9 38.1 0.38
4 1.057 1260 0.4 18.2 38.4 0.52
5 0.904 1080 0.6 13.6 38.7 0.48
6 0.754 900 0.8 9.7 38.1 0.42
7 0.623 720 0.9 6.4 38.6 0.38
8 0.471 540 1 3.9 38.3 0.36
9 0.32 360 1.1 2.1 38.5 0.41
10 0.189 180 1.1 1.1 38.1 0.72
3

3. Thí nghiệm 3: Ghép bơm nối tiếp
Stt

Lưu lượng

Q (l/s)
Tốc độ

bơm

n(rpm)

Áp suất

hút
P
h
(kPa)

Áp suất

đẩy
P
đ
(kPa)

Nhiệt độ

T (

0
C)
Moment xoắn

động cơ
t (N.m)
1 1.32
1260
-0.1 8.9 38.4 0.57
2 1.301 0.1 9.5 38.5 0.6
3 1.283 -0.1 9.9 38.8 0.62
4 1.264 0.2 11.5 39 0.6
5 1.227 0.2 12.7 38.9 0.6
6 1.15 0.4 14.7 39 0.56
7 1.018 0.5 19.2 39.1 0.54
8 0.811 0.7 24 39.2 0.49
9 0.566 0.9 28 39.3 0.48
10

0.264 1.1 30.8 39.3 0.45
4. Thí nghiệm 4: Ghép bơm song song
Stt

Lưu lượng

Q (l/s)
Tốc độ

bơm

n(rpm)

Áp suất

hút
P
h
(kPa)

Áp suất

đẩy
P
đ
(kPa)

Nhiệt độ

T (
0
C)
Moment xoắn

động cơ
t (N.m)
1 1.754
1260

-0.8 23.2 39.6 0.45
2 1.697 -0.7 23.4 39.7 0.46

3 1.604 -0.6 23.9 39.7 0.47
4 1.547 -0.4 25.6 39.8 0.45
5 1.377 0 26.8 39.8 0.44
6 1.227 0.2 28.3 39.9 0.42
7 1.037 0.5 29.8 39.9 0.41
4

8 0.604 0.9 39.6 40.1 0.39
9 0.543 1 43.5 39.9 0.38
10

0 1.2 48.8 40.1 0.39
II. XỬ LÝ SỐ LIỆU
Bảng 2.1: Xác định các thông số đặc trưng của bơm
Vận tốc
ống hút
w
1
(m/s)

Vận tốc
ống đẩy
w
2
(m/s)

Biến
thiên
cột áp
thũy

tĩnh H
s
(m)
Biến
thiên
động
H
w
(m)

Cột áp
toàn
phần
H(m)
Tổn
thất cột
áp
H
0
(m)
Công
suất
của
bơm
P
h
(W)
Công suất
cần cung
cấp cho

động cơ
P
m
(W)
Hiệu
suất
của
bơm
E(%)
0 0 3.087 0 3.162 3.162 0 19.782 0
1.871 3.373 2.359 0.402 2.835 57.568 22.422 55.390 40.481

1.961 3.536 2.256 0.441 2.772 62.895 22.979 58.027 39.600

2.053 3.702 2.184 0.484 2.743 68.658 23.806 59.346 40.114

2.085 3.760 2.123 0.499 2.697 70.702 23.773 60.665 39.188

2.214 3.993 2.031 0.563 2.668 79.359 24.979 61.984 40.299

2.353 4.243 1.887 0.635 2.597 89.174 25.833 64.621 39.976

2.399 4.326 1.846 0.661 2.581 92.587 26.179 64.621 40.511

2.445 4.409 1.805 0.686 2.566 96.067 26.524 65.940 40.224

2.477 4.467 1.784 0.704 2.564 98.551 26.850 67.259 39.921

Bảng 2.2:Phân tích các thông số đặc trưng của bơm

5

Vận tốc
ống hút
w
1
(m/s)
Vận tốc
ống đẩy
w
2
(m/s)

Biến
thiên
cột áp
thũy
tĩnh
H
s
(m)
Biến
thiên
động
H
w
(m)
Cột

áp
toàn
phần
H(m)

Tổn thất
cột áp
H
0
(m)
Công
suất
của
bơm
P
h
(W)
Công suất
cần cung
cấp cho
động cơ
P
m
(W)
Hiệu
suất
của
bơm
E(%)
Kết quả khảo sát theo độ mở van ở chế độ bơm không đổi

2.438 4.397 1.754 0.682 2.511

95.483 25.880 67.259 38.478

2.261 4.076 1.856 0.586 2.518

82.438 24.059 65.940 36.487

2.085 3.760 2.174 0.499 2.748

70.753 24.225 63.302 38.269

1.654 2.982 2.492 0.314 2.881

45.661 20.142 61.984 32.496

1.347 2.429 2.718 0.208 3.001

31.382 17.089 58.027 29.450

1.045 1.884 2.923 0.125 3.123

20.200 13.795 56.708 24.327

1.001 1.805 2.923 0.115 3.113

18.787 13.173 5.407
243.62
8
0.217 0.391 3.148 0.005 3.229

3.964 2.959 50.114 5.905
0 0 3.220 0 3.295

3.295 0 47.477 0
Kết quả khảo sát chế độ tốc độ bơm ở độ mở van hoàn toàn
3.347 6.036 3.497 1.286 4.858

180.059 68.732 113.040 60.803

3.045 5.491 2.871 1.064 4.011

149.005 51.621 69.520 74.254

2.740 4.942 2.318 0.862 3.255

120.700 37.702 57.274 65.828

2.438 4.397 1.825 0.682 2.583

95.555 26.620 68.578 38.817

2.085 3.760 1.333 0.499 1.907

69.912 16.812 54.259 30.985

1.739 3.136 0.913 0.347 1.335

48.644 9.815 39.564 24.807

1.437 2.591 0.564 0.237 0.876

33.174 5.322 28.637 18.585

1.086 1.959 0.297 0.135 0.508

18.968 2.333 20.347 11.464

6

0.738 1.331 0.103 0.063 0.240

8.761 0.749 15.449 4.849
0.436 0.786 0.000 0.022 0.097

3.069 0.178 13.565 1.315

Bảng 2.3: Ghép bơm nối tiếp

Vận tốc
ống hút
w
1
(m/s)
Vận tốc
ống đẩy
w
2
(m/s)
Biến

thiên
cột áp
thũy
tĩnh H
s
(m)
Biến
thiên
động
H
w
(m)

Cột
áp
toàn
phần
H(m)
Tổn thất
cột áp
H
0
(m)
Công
suất
của
bơm
P
h
(W)

Công suất
cần cung
cấp cho
động cơ
P
m
(W)
Hiệu
suất
của
bơm
E(%)
3.045 5.491 0.923 1.064 2.062 126.080

26.541 75.172 35.308

3.001 5.412 0.964 1.034 2.073 122.546

26.294 79.128 33.229

2.960 5.337 1.026 1.005 2.106 119.268

26.344 81.766 32.220

2.916 5.258 1.159 0.976 2.210 115.928

27.233 79.128 34.417

2.830 5.104 1.282 0.919 2.276 109.434

27.235 79.128 34.419

2.653 4.784 1.466 0.808 2.349 96.480 26.343 73.853 35.669

2.348 4.234 1.918 0.633 2.626 76.387 26.063 71.215 36.598

1.871 3.373 2.389 0.402 2.866 49.680 22.666 64.621 35.075

1.306 2.354 2.779 0.196 3.050 25.852 16.832 63.302 26.590

0.609 1.098 3.046 0.043 3.163 8.124 8.143 59.346 13.722


Bảng 2.4: Ghép bơm song song




7


Vận tốc
ống hút
w
1
(m/s)

V
ận tốc
ống đẩy

w
2
(m/s)

Biến
thiên cột
áp thũy
tĩnh H
s
(m)
Biến
thiên
động
H
w
(m)

Cột
áp
toàn
phần
H(m)
Tổn thất
cột áp
H
0
(m)
Công
suất
của

bơm
P
h
(W)
Công
suất cần
cung cấp
cho
động cơ
P
m
(W)
Hiệu
suất của
bơm
E(%)
4.046 7.296 2.461 1.879 4.415 313.236 75.512 59.346 127.241

3.915 7.059 2.472 1.759 4.305 293.381 71.240 60.665 117.433

3.700 6.672 2.513 1.571 4.159 262.418 65.045 61.984 104.940

3.568 6.435 2.666 1.461 4.203 244.433 63.400 59.346 106.831

3.176 5.728 2.748 1.158 3.981 194.315 53.459 58.027 92.127
2.830 5.104 2.882 0.919 3.876 155.001 46.376 55.390 83.727
2.392 4.314 3.005 0.657 3.736 111.682 37.783 54.071 69.877
1.393 2.512 3.969 0.223 4.267 40.887 25.129 51.433 48.857
1.253 2.259 4.358 0.180 4.614 34.210 24.428 50.114 48.744
0 0 4.881 0 4.956 4.956 0 51.433 0

III. ĐỒ THỊ VÀ CÔNG THỨC TÍNH
1. Thí nghiệm 1.
Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tổn thất cột áp của bơm và lưu lượng,
giữa công suất và hiệu suất của bơm theo lưu lượng








0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
120.0

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
(m)
l/s
H
Ho
E%
8


2. Thí nghiệm 2.
Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn đường đặc tuyến của bơm và đường đặc tuyến mạng ống
của hệ thống 1 bơm.













3. Thí nghiệm 3
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn đường đặc tuyến của bơm và đường đặc tuyến mạng ống
của hệ thống 2 bơm ghép nối tiếp.

0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
120.0
140.0
160.0
180.0
200.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

H
Ho
E%
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
120.0
140.0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
H
Ho
E%
Kết quả khảo sát theo độ mở van
ở chế độ bơm không đổi
Kết quả khảo sát chế độ tốc độ
bơm ở độ mở van hoàn toàn
-50
0

50
100
150
200
250
300
0
20
40
60
80
100
120
0 0.5 1 1.5
H
Ho
E%
9


4. Thí nghiệm 4
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn đường đặc tuyến của bơm và đường đặc tuyến mạng ống
của hệ thống 2 bơm ghép song song.

Các Công Thức Tính Toán:
 Vận tốc vào của dòng lưu chất: w
1
=


p
∗


(m/s).
o d
1
= 0.0235 (m) .
 Vận tốc ra của dòng lưu chất: w
2
=


p
∗


(m/s).
o d
2
= 0.0175 (m).

 Biến thiên cột áp thủy tĩnh: H
s
=






.(m)
+ P
1
: áp suất đầu vào.Pa.(áp suất tương đối)
+ P
2
: áp suất đầu ra.Pa.(áp suất tương đối)
 Biến thiên động năng” H
w
=







.(m)
+ w
1
: vận tốc vào của dòng lưu chất.(m/s.)

+ w
2
: vận tốc ra của dòng lưu chất.(m/s)
 Biến thiên thế năng: H
e
= 0.075(m)
 Cột áp toàn phần: H
t
= H
s
+H
e
+H
v
(m)
 Công suất của bơm: P
h
=

gQH (W).
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
120.0
140.0
0.0
50.0

100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
350.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
H
Ho
E%
10

 Công suất cần cung cấp cho động cơ: P
m
=
∗.

,(W).
Trong đó: n: số vòng quay của bơm.(vòng/phút).
t: momen xoắn của động cơ.(N.m).

Hiệu suất của bơm: E=




.100


Đặc tuyến mạng ống: H

o
= C+ kQ
2
C= z
2
- z
1
+







k=

p

.
[




(

.



+

∑
-
1
)
+





(

.



+

∑

+1
)]
Trong đó:
 z
1,
z
2

: chiều cao miệng ống hút và miệng ống đẩy so với mặt chuẩn.
 P
1
, P
2
: áp suất tại miệng ống hút và miệng ống đẩy.
 g: gia tốc trọng trường.
 = 0.025


: khối lượng riêng của chất lỏng, được tính theo phương pháp hồi quy
với

= 996 kg/m
3
tại 30
o
C và

= 992 kg/m
3
tại 40
o
C (bảng 43, trang 40,
Bảng tra cứu Quá trình thiết bị Cơ học -Truyền khối -Truyền nhiệt)
 L: tổng chiều dài của ống hút và ống đẩy.
 Khảo sát hệ thống 1 bơm: L= 0.5475m.
 Khảo sát hệ thống 2 bơm ghép song song: L= 0.6245m.
 Khảo sát hệ thống 2 bơm ghép nối tiếp:L= 0.504m


∑
: tổng hệ số trở lực cục bộ của ống hút và ống đẩy
 Khảo sát hệ thống 1 bơm:
∑
 = 5,95.
 Khảo sát hệ thống 2 bơm ghép song song:
∑
 = 7,4.
 Khảo sát hệ thống 2 bơm ghép nối tiếp:
∑
 = 4,9.

bể chứa với ống
= 0.5

co 90
= 0.3

co 45
= 0.4

ống với bể chứa
= 1

van bi
=không đáng kể khi mở hoàn toàn

van cửa
= 2.1 (khi mở một nửa)


lưu lượng kế
= 1


11

Tính Toán Mẫu:
Thí nghiệm 3: Ghép bơm nối tiếp
Stt

Lưu lượng

Q (l/s)
Tốc độ

bơm

n(rpm)

Áp suất

hút
P
h
(kPa)

Áp suất

đẩy
P

đ
(kPa)

Nhiệt độ

T (
0
C)
Moment xoắn

động cơ
t (N.m)
1 1.32 1260 -0.1 8.9 38.4 0.57

 Vận tốc vào của dòng lưu chất: w
1
=


p
∗


=
∗.∗

.∗.

=
3.045(m/s).

 Vận tốc ra của dòng lưu chất: w
2
=


p
∗


=
∗.∗

.∗.

=
5.491(m/s).

 Biến thiên cột áp thủy tĩnh:
H
s
=








=
[.(.)]∗
∗.
=
0.923(m).

 Biến thiên động năng:
H
w
=







=

5.491
2
−3.045
2
2∗9.81
=1.064(m)

 Biến thiên thế năng: H
e
= 0.075 (m).
 Cột áp toàn phần: H= H

s
+H
w
+H
e
= 0.923 +1.064+0.075= 2.062 (m).
 Công suất thủy lực truyền cho lưu chất:
P
h
=

gQH = 993*9,81*1.32*10
-3
*2.062= 26.541(W).
 Công suất cần cung cấp cho động cơ:
P
m
=
∗.

=
∗.∗∗.

=
75.172(W)
 Hiệu suất của bơm:
H=

ℎ



.100 =
.
.
.
100= 35.308 %
 Phương trình đặc tuyến mạng ống: H
o
= C+kQ
2
.
C= z
2
- z
1
+






= 0.075+
[8.9−(−0.1)]∗1000
993∗9.81

= 0.998(m)
k=
8
p

2
.
[


1
4
(

.

1

+

∑
-
1
)
+



2
4
(

.

2

+

∑

+1
)]
=

.

..
[

0.0235
4
(
.∗.
0.0235

+4.9
-
1
)
+


0.0175
4
(

.∗.
0.0175

+4.9 +1
)]
= 71787014

 H
o
= C+ kQ
2
=0.998+71787014*(1.32*10
-3
)
2
= 126.08 (m).

12

IV. NHẬN XÉT VÀ BÀN LUẬN.
 Thông qua kết quả đo của từng thí nghiệm ta có một kết luận chung:khi lưu lượng
tăng thì áp suất hút tăng dần theo lưu lượng còn áp suất đẩy thì giảm dần theo
chiều tăng dần lưu lượng.
 Dựa vào đồ thị đường đặc tuyến của bơm với đường đặc tuyến mạng ống ta thấy
nếu biểu diễn chúng trên cùng một đồ thị thì luôn cắt nhau tại một điểm,điểm đó
gọi là điểm làm việc của bơm.Thông qua điểm làm việc ta sẽ xác định được những
chế độ làm việc thích hợp cho bơm cũng như môi trường làm.
 Từ đồ thị biểu diễn đường đặc tuyến của bơm và đường đặc tuyến mạng ống ta tìm
được điểm làm việc của bơm dựa vào giao điểm của chúng trong từng trường hợp:
 Ứng dụng của ghép bơm nối tiếp:

Khi cần đưa nước lên cao hoặc tạo ra chất lỏng có áp suất lớn hơn áp suất của một
máy bơm thì phải đấu nối tiếp các máy bơm. Ghép nối tiếp nghĩa là nước từ cửa ra
(hoặc từ ống đẩy ) của máy bơm đầu được nối vào ống hút của máy bơm tiếp theo;
trình tự nối như vậy sẽ làm tăng cột áp của hệ thống đường ống. Việc ghép nối tiếp
các bơm tại một trạm hoặc nhiều trạm, không nên nối quá hai máy bơm trong cùng
một trạm. Nối trực tiếp hai bơm trong một trạm tuy đở tốn kém khối lượng nhà
bao che, lợi cho vận hành nhưng có nhược điểm lớn là việc bịt kín phía hút cho
máy bơm tiếp theo là khó khăn. Việc chọn máy bơm đa cấp thay cho ghép nối tiếp
sẽ đơn giản và hiệu quả hơn
 Ứng dụng của ghép bơm song song:
Một vài máy bơm cùng nối cửa ra với một hoặc vài đường ống nối song song để
tăng lưu lượng gọi là các máy bơm ghép và làm việc song song. Việc ghép và làm
việc song song là cần thiết do yêu cầu của biểu đồ dùng nước thay đổi nhiều trong
năm và trong ngày. Dưới đây ta xem xét các trường hợp ghép song song và cách
xác định điểm công tác chung và riêng cho mỗi trường hợp.