Bài tập lớn môn cơ khí và máy trong CNLD

Bài tập lớn môn : Cơ khí và máy trong CNLD
Giảng viên: Đoàn Văn Huấn ĐH Mỏ-Địa Chất Hà Nội
Họ và tên: Trịnh Văn Trường
Lớp Lọc Hóa Dầu K53-Vũng Tàu

Bài 1: Xác định bề dày của một đoạn đường ống dẫn khí từ mỏ Bạch Hổ về Bà Rịa
Vũng Tàu nếu biết đường ống phải làm việc ở điều kiện: áp suất của dòng khí
trong ống 120 at, đường kính trong 400 mm. Vật liệu chế tạo ống có:
[σ] = 148 N/mm2
ϕh = 0,9
Ca = 1 mm
Bài giải
P = 120 at = 120.9,81. = 11,772 N/mm2
Dt = 400 mm
[σ] = 148 N/mm2
ϕh = 0,9
Ca = 1 mm
Xét tỷ số K = ϕh= 0,9 = 11,3
→ 5,5 < K < 25 Do đó Smin được tính theo công thức :
S min =

Dt
400
P ⇒ S min =
×11, 772
2 [ σ ] ϕh − P
= 18,5 (mm)
2.148.0,9 − 11, 772

- Độ dày thực tế : S = Smin + C = 18,5 + 1,5 = 20 ( Chọn C = 1,5)
- Kiểm tra độ bền :

Xét tỷ số : = = 0,045 < 0,1

[P] = =


[P] > Và = = 0,026
- Như vậy bề dày của đoạn ống trên đảm bảo độ bền trong điều kiện làm việc
thực tế .
Bài 2: Một bơm pittông có số vòng quay 150 vòng/phút dùng bơm nước nóng
600C ở bể chứa đặt dưới đất. Biết tổng tổn thất áp suất là ∑h = 6,5 m. Áp suất khí
quyển là 1 at. Tính khoảng cách đặt bơm so với mặt nước.
Áp suất ht hơi bão hoà của chất lỏng được bơm ở nhiệt độ đã cho. Đối với nước, ht
lấy theo bảng sau:
t0 C
5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0
ht , mH2O
0,12 0,24 0,43 0,75 1,25 2,02 3,17 4,82 7,14 10,33
9
Chiều cao hút của bơm pittông khi vận chuyển nước có thể xác định theo bảng sau:

Nhiệt độ của nước , 0C
Vòng quay
0
20
30
40
50
60
70
(vòng/ph)
Chiều cao Hh ( mH2O )
50
7
6,5
6
5,5
4
2,5
0
60
6,6
6
5,5
5
3,5
2
0
90
5,5
5

4,5
4
2,5
1
0
120
4,5
4
3,5
3
1,5
0,5
0
150
3,5
3
2,5
2
0,5
0
0
180
2,5
2
1,5
1
0
0
0
Bài Giải

-Từ bảng trên ta tra được ht = 2,02 ở 60 0C
-Áp suất khí quyển A = 1at = 10 m H2O
-Từ bảng 2 ứng với số vòng quay 150 vòng/ phút và 600 C thì Hh = 0 (m H2O)
Ta có :
Hlt ≤ A - ht Chiều cao hút lý thuyết của bơm là : Hlt = 10 - 2,02 - 6 = 1,48 m
Do đó chiều cao hút của bơm không vượt quá 1,48 m.Trên thực tế chiều cao hút
ứng với n = 15º vòng/phút bằng 0,tức là phải đặt bơm dưới mực nước là 1,48m.
Bài 3: Một bơm pittông đơn giản có đường kính pittông 160 mm, khoảng chạy 200
mm được dùng để bơm chất lỏng có khối lượng riêng 930 kg/m3. Năng suất bơm
430 l/phút. Chất lỏng ở bể chứa có áp suất 3,2 at ở chiều cao là 19,5 m. tổn thất áp
suất ở ống hút là 1,7 m, ở ống đẩy là 8,6 m.


Xác định số vòng quay của bơm và công suất động cơ. nếu cho η = 0,8 , ηu =
0,95, ηm = 0,95. Biết hiệu suất năng suất của bơm bằng 0,85.
Bài giải
D = 160 mm
ρ = 930 kg/m3
S = 200mm
P1 = 1,7 m ; P2 = 8,6 m
Hg = 19,5 m ; Q = 430l/phút = 7,17.10-3 ( m3/s)
hp = 1,7 + 8,6 = 10,3 m
Tiết diện của pittông là:
2

2

D
 0,16 
F = Π  ÷ = 3,14 ×

÷ = 0, 02
2
 2 
(m2)
Ta có

F ×s ×n
Q = ηQ ×
60
60 ×Q
60 ×7,17 ×10 −3
⇒n=
=
= 126
ηQ ×F ×s 0,85 ×0, 02 ×0, 2
H=

(vòng/phút)

( P2 − P1 ) + H

ρ ×g
Áp suất toàn phần của bơm :
(P1,P2 là áp suất ở ống hút và đẩy)

g

+ hP

3, 2 ×9,81 ×10 4

+ 19,5 + 10,3 = 63,55 ( m )
930 ×10
Q ×ρ ×H
N=
102η
Công suất động cơ là :
trong đóη = 0,8 ×0,95 ×0,95 = 0,722
H=

7,17 ×10−3 ×930 ×63,55
⇒N=
= 5, 75 (KW)
102 ×0, 722
N t = N ×β

Công suất thực tế :
N = 5, 75 ⇒ lấy β = 1,17 N = 5,75.1,17 = 6,727 (kW)
t
β là hệ số dự trữ được tra trong bảng.