chương 2 cơ sở lý thuyết của máy cánh dẫn

1

Chỉång 2
CÅ SÅÍ L THUÚT CA MẠY CẠN H DÁÙN
2 -1 Khại niãûm chung vãư mạy cạnh dáùn:
Mạy cạnh dáùn bao gäưm cạc loải båm v âäüng cå cạnh dáùn
nhỉ båm ly tám, båm hỉåïng trủc, cạc loải turbine, quảt, v
mạy nẹn cạnh dáùn.
Viãûc trao âäøi nàng lỉåüng giỉỵa cháút lng v bäü pháûn cäng
tạc (bạnh cäng tạc) âỉåüc thỉûc hiãûn nhåì cạc cạnh dáùn, nàng
lỉåüng trao âäøi ch úu l nàng lỉåüng thy âäüng ca dng
cháút lng chy qua mạy.
Hçnh 1 l så âäư 1 bạnh cäng tạc ca 1 mạy cạnh dáùn tiãu
biãøu, âọ l 1 båm ly tám.
Bäü pháûn quan trng ca mạy cạnh dáùn l bạnh cäng tạc,
âỉåüc cáúu tảo bàòng cạc bn cạnh 3 thỉåìng cọ dảng màût cong
v cạc bäü pháûn cäú âënh chụng (âéa 1 v âéa 2). Âéa 1 l
âỉåüc làõp then vo trủc 4. Âéa 1, âéa 2 cng cạc cạnh dáùn tảo
nãn cạc rnh trong bạnh cäng tạc.
Cháút lng âỉåüc dáùn hỉåïng nhåì cạc cạnh dáùn s chuøn
âäüng quay cng bạnh cäng tạc v tënh tiãún trong cạc rnh.
Cháút lng s âỉåüc lỉûc ly tám âáøy ra ngoi v âi vo bưng
xồõn 6 bao quanh bạnh cäng tạc.
Cäng ca lỉûc ly tám trong rnh bạnh cäng tạc s lm thay
âäøi nàng lỉåüng ca cháút lng, lm cháút lng chuøn âäüng tỉì
tám bạnh cäng tạc ra ngoi.


2

Chónh lóỷch nng lổồỹng õồn vở cuớa doỡng chỏỳt loớng ồớ lọờ

vaỡo vaỡ lọỳi ra cuớa baùnh cọng taùc chờnh laỡ nng lổồỹng cuớa
doỡng chỏỳt loớng trao õọứi vồùi maùy vaỡ goỹi laỡ cọỹt aùp cuớa baùnh
cọng taùc. Nóỳu truỷc baùnh cọng taùc coi laỡ thúng õổùng vaỡ doỡng
chaớy chuyóứn õọỹng trong raợnh phúng thỗ vở nng õồn vở taỷi
lọờ vaỡo vaỡ lọỳi ra cuớa baùnh cọng taùc laỡ bũng nhau vaỡ phổồng
trỗnh nng lổồỹng cuớa doỡng tổồng õọỳi vióỳt cho chỏỳt loớng lyù
tổồớng taỷi mỷt cừt ồớ lọỳi vaỡo vaỡ lọỳi ra cuớa baùnh cọng taùc laỡ:
p 1 w 12
2 p 2 w 22
2
+
R 12
=
+
R 22

2
2

2
2

Tổỡ phổồng trỗnh trón ta coù thóứ suy ra õọỹ tng aùp suỏỳt taỷo ra
khi doỡng chaớy õi qua baùnh cọng taùc:


p p = ( w w ) + ( R R )
2
2
2

1

2
1

2
2

2
2

2

2
1

2

Phổồng trỗnh trón cho thỏỳy õọỹ tng aùp suỏỳt taỷo ra khi doỡng
chaớy õi qua baùnh cọng taùc cuớa 1 maùy ly tỏm laỡ kóỳt quaớ cuớa
2 quaù trỗnh:
- Sổỷ bióỳn õọứi õọỹng nng cuớa chuyóứn õọỹng tổồng õọỳi
- Cọng taỷo ra bồới lổỷc ly tỏm (thaỡnh phỏửn thổù 2 trong
phổồng trỗnh)
Bión daỷng vaỡ goùc õọỹ bọỳ trờ caùnh dỏựn trong baùnh cọng taùc
aớnh hổồớng trổỷc tióỳp õóỳn caùc thọng sọỳ vỏỷn tọỳc, aùp suỏỳt cuớa
doỡng chaớy nón coù yù nghộa lồùn õóỳn tờnh nng laỡm vióỷc cuớa
maùy. Phổồng chuyóứn õọỹng cuớa doỡng chỏỳt loớng qua baùnh
cọng taùc phuỷ thuọỹc kóỳt cỏỳu vaỡ bión daỷng caùnh dỏựn. Dổỷa vaỡo

phổồng chuyóứn õọỹng cuớa doỡng chỏỳt loớng tổỡ lọỳi vaỡo õóỳn lọỳi
ra cuớa caùnh dỏựn ta chia baùnh cọng taùc ra laỡm caùc loaỷi sau;


3

-- Bạnh cäng tạc li tám hồûc hỉåïng tám: cháút lng chuøn
âäüng theo bạnh cäng tạc tỉì tám bạnh cäng tạc ra ngoi
hồûc tỉì ngoi vo tám theo phỉång bạn kênh.
-- Bạnh cäng tạc hỉåïng trủc: cháút lng chuøn âäüng qua
bạnh cäng tạc theo phỉång song song våïi trủc (dc trủc)
-- Bạnh cäng tạc tám trủc hồûc trủc tám: cháút lng chuøn
âäüng qua bạnh cäng tạc theo hỉåïng tám räưi chuøn sang
hỉåïng trủc hồûc ngỉåüc lải (cháút lng chuøn âäüng qua
bạnh cäng tạc theo hỉåïng trủc räưi chuøn sang hỉåïng tám)
-- Bạnh cäng tạc hỉåïng chẹo: cháút lng chuøn âäüng qua
bạnh cäng tạc theo hỉåïng chẹo (xiãn)
2 - 2 : Phỉång trçnh cå bn ca mạy cạn h dáùn :
Mäúi quan hãû giỉỵa cäüt ạp do bạnh cäng tạc tảo ra våïi cạc
thäng säú hçnh hc (âỉåìng kênh BCT, âäü cong ca cạnh...)
v cạc thäng säú âäüng hc (säú vng quay, lỉu lỉåüng) cu
bạnh cäng tạc.
Nàng lỉåüng m bạnh cäng tạc trao âäøi våïi dng chy trong
1 mạy cạnh dáùn phủ thüc ch úu vo cạc thnh pháưn váûn
täúc tuût âäúi, váûn täúc tỉång âäúi v váûn täúc vng tải cỉía vo
v cỉía ra ca rnh bạnh cäng tạc.
Gi thiãút Euler:
+ Dng chy qua bạnh cäng tạc gäưm cạc dng ngun
täú nhỉ nhau.
+ Chuøn âäüng tỉång âäúi ca cạc pháưn tỉí cháút lng

trong bạnh cäng tạc cọ qu âảo trng khêt våïi biãn dảng
cạnh dáùn.
Cạc âiãưu kiãûn âãø cọ dng chy nhỉ gi thiãút trãn l :


4

+ Baùnh cọng taùc coù sọỳ caùnh dỏựn nhióửu vọ cuỡng vaỡ
moớng vọ cuỡng.
+ Chỏỳt loớng laỡm vióỷc laỡ chỏỳt loớng lờ tổồớng (khọng
nhồùt)
Cọỹt aùp tờnh toaùn vồùi caùc giaớ thióỳt trón: cọỹt aùp Hl
2.2.1. Tam giaùc vỏỷn tọỳc :
1 phỏửn tổớ chỏỳt loớng qua baùnh cọng taùc coù caùc chuyóứn õọỹng:
-- Chuyóứn õọỹn g theo (chuyóứn õọỹng quay cuỡng baùnh
cọng taùc), vỏỷn tọỳc theo u=.r
-- Chuyóứn õọỹn g tổồng õọỳi (chuyóứn õọỹng dổỷa theo bión
daỷng caùnh dỏựn)
-- Chuyóứn õọỹn g tuyóỷt õọỳi
Kyù hióỷu:
u
: vỏỷn tọỳc theo (vỏỷn tọỳc voỡng), coù phổồng thúng
goùc vồùi baùn kờnh taỷi õióứm xeùt.
w
: vỏỷn tọỳc tổồng õọỳi, coù phổồng tióỳp tuyóỳn vồùi
bión daỷng caùnh dỏựn.
c : vỏỷn tọỳc tuyóỷt õọỳi
c = u + w

Ta coù thóứ xaùc õởnh vỏỷn tọỳc tuyóỷt õọỳi cuớa doỡng chaớy ồớ 1 vở
trờ naỡo õoù trón caùnh dỏựn nóỳu bióỳt vỏỷn tọỳc theo (u = r.) vaỡ
vỏỷn tọỳc tổồng õọỳi taỷi caùc vở trờ xeùt nhổ trong hỗnh 1. Trong
õoù caùc chố sọỳ 1, 2 bióứu thở caùc thaỡnh phỏửn vỏỷn tọỳc taỷi cổớa
vaỡo vaỡ taỷi cổớa ra cuớa baùnh cọng taùc. Ta coù 2 hỗnh bỗnh haỡnh
taỷo bồới caùc thaỡnh phỏửn vỏỷn tọỳc taỷi cổớa vaỡo vaỡ taỷi cổớa ra.


c2
α2
cu2

w2
cm2

β2

5
u2

Âãø tiãûn viãûc nghiãn cỉïu ta dng tam giạc váûn täúc thay vç
hçnh bçnh hnh váûn täúc, thãø hiãûn trãn hçnh 2. Trong âọ ta
âàût cạc k hiãûu sau:
-- α : gọc giỉỵa u v c
-- β : gọc giỉỵa w v phỉång ngỉåüc chiãưu våïi u , biãøu
thë gọc âäü bäú trê cạnh dáùn. Âáy chênh l bäú trê hçnh hc ca
cạnh dáùn trãn bạnh cäng tạc .
→

→

→

→

Hçnh 2.2
Ta gi :
β1 : gọc vo
β2 : gọc ra
-- cu : hçnh chiãúu ca c lãn phỉång u
-- cm : hçnh chiãúu ca c lãn phỉång thàóng gọc våïi u .
Trong bạnh cäng tạc m dng chy chuøn âäüng theo
phỉång ly tám hồûc hỉåïng tám, cm theo phỉång bạn kênh
tải âiãøm xẹt nãn gi l thnh pháưn váûn täúc hỉåïng kênh v
chênh l thnh pháưn tảo ra lỉu lỉåüng ca bạnh cäng tạc.
Trong bạnh cäng tạc m dng chy chuøn âäüng theo
phỉång dc trủc bạnh cäng tạc, cm theo phỉång trủc tải
âiãøm xẹt nãn gi l thnh pháưn váûn täúc hỉåïng trủc v cng
chênh l thnh pháưn tảo ra lỉu lỉåüng ca bạnh cäng tạc.
→

→

→

→


6

2.2.2. Phổồng trỗnh moment:
ặùng duỷng õởnh lyù cồ hoỹc vóử bióỳn thión moment õọỹng lổồỹng,
xeùt doỡng chỏỳt loớng chuyóứn õọỹng qua baùnh cọng taùc ta coù:
Bióỳn thión moment õọỹng lổồỹng õọỳi vồùi truỷc quay cuớa baùnh
cọng taùc trong 1 õồn vở thồỡi gian bỡng tọứng moment ngoaỷi
lổỷc taùc duỷng lón khọỳi chỏỳt loớng õoù õọỳi vồùi truỷc, tổùc laỡ bũng
moment quay cuớa baùnh cọng taùc.

Fig3.2 p36 Pump

Hỗnh 2.3

Xeùt 1 doỡng nguyón tọỳ lổu lổồỹng dQ chuyóứn õọỹng qua baùnh
cọng taùc cuớa 1 bồm ly tỏm .
ọỹng lổồỹng cuớa doỡng nguyón tọỳ taỷi mỷt cừt 1 (mỷt cừt vaỡo)
tờnh trong 1 õồn vở thồỡi gian laỡ:

d K 1 = . dQ. c1

ọỹng lổồỹng cuớa doỡng nguyón tọỳ taỷi mỷt cừt 2 (mỷt cừt ra)
tờnh trong 1 õồn vở thồỡi gian laỡ:




d K 2 = . dQ. c 2


7

Moment õọỹng lổồỹng cuớa doỡng nguyón tọỳ vồùi truỷc quay cuớa
baùnh cọng taùc taỷi mỷt cừt vaỡo (tờnh trong 1 õồn vở thồỡi
gian):
dL = dK r
dL1 = dK1.l1
Moment õọỹng lổồỹng cuớa doỡng nguyón tọỳ vồùi truỷc quay cuớa
baùnh cọng taùc taỷi mỷt cừt ra (tờnh trong 1 õồn vở thồỡi gian):




1

1

1



d L 2 = d K 2 r2

dL2 = dK2.l2

Trong õoù:
l1 = R1.cos 1
l2 = R2.cos 2
Vỏỷy bióỳn thión moment õọỹng lổồỹng cuớa doỡng nguyón tọỳ
chỏỳt loớng trong 1 õồn vở thồỡi gian laỡ:
L = dL2 - dL1 = .dQ. (c2.R2.cos 2 - c1.R1.cos
1)
Vồùi giaớ thióỳt laỡ toaỡn bọỹ khọỳi chỏỳt loớng qua baùnh cọng taùc
bao gọửm vọ sọỳ caùc doỡng nguyón tọỳ nhổ nhau, bióỳn thión
moment õọỹng lổồỹng cuớa toaỡn khọỳi chỏỳt loớng qua baùnh cọng
taùc trong 1 õồn vở thồỡi gian laỡ:
L = .dQ. (c2.R2.cos 2 - c1.R1.cos 1)
= .Ql . (R2.c2. cos 2 - R1.c1. cos 1)
Vồùi Ql : lổu lổồỹng chỏỳt loớng chaớy qua baùnh cọng taùc, chờnh
bũng lổu lổồỹng lyù thuyóỳt cuớa bồm.
Goỹi Ml laỡ moment ngoaỷi lổỷc taùc duỷng lón chỏỳt loớng trong
baùnh cọng taùc coù sọỳ caùnh dỏựn laỡ nhióửu vọ cuỡng vaỡ chỏỳt loớng
laỡ lyù tổồớng. Moment naỡy chờnh bũng moment taùc duỷng lón
truỷc mang baùnh cọng taùc.

Xeùt cho trổồỡng hồỹp maùy laỡ bồm:


8

MlB = L = .Ql . (R2.c2. cos 2 - R1.c1. cos

1)
Xeùt cho trổồỡng hồỹp maùy laỡ turbine thỗ ngổồỹc laỷi, moment
õọỹng lổồỹng cuớa doỡng chaớy giaớm theo chióửu doỡng chaớy tổỡ lọỳi
vaỡo õóỳn lọỳi ra cuớa baùnh cọng taùc, do õoù:
MlT = L = .Ql . (R1.c1. cos 1- R2.c2. cos
2)
Ta coù cọng thổùc chung:
Ml = .Ql . (R2.c2u- R1.c1u)
(2.2.1)
Trong õoù: dỏỳu + duỡng cho bồm, dỏỳu - duỡng cho turbine.
Kóỳt luỏỷn: Cồ nng cuớa maùy caùnh dỏựn trao õọứi vồùi chỏỳt loớng
lión quan mỏỷt thióỳt õóỳn caùc thọng sọỳ õọỹng hoỹc cuớa doỡng
chaớy vaỡ kờch thổồùc, kóỳt cỏỳu cuớa caùnh dỏựn.
2.2.3. Phổồng trỗnh cọỹt aùp: (Phổồng trỗnh cồ baớn cuớa
maùy caùnh dỏựn)
Cọỹt aùp H laỡ nng lổồỹng õồn vở cuớa doỡng chỏỳt loớng trao õọứi
vồùi maùy, noùi caùch khaùc cọỹt aùp h chờnh laỡ cọng cuớa 1 õồn vở
troỹng lổồỹng chỏỳt loớng trao õọứi vồùi maùy trong 1 õồn vở thồỡi
gian.
Tổỡ phổồng trỗnh moment ta suy ra cọng suỏỳt taùc duỷng lón
doỡng chỏỳt loớng qua baùnh cọng taùc cuớa 1 bồm laỡ:
Nl = Ml . = .Ql . (R2.c2u- R1.c1u) .
= .Ql . (u2.c2u- u1.c1u)

(2.2.2)


9

Khi boớ qua caùc tọứn thỏỳt khi doỡng chỏỳt loớng qua baùnh cọng
taùc, ta coù:
Nl = .g.Ql . Hl = .g. Ql . Hl
(2.2.3)
Trong õoù:
Ql : lổu lổồỹng lyù thuyóỳt, chổa kóứ tọứn thỏỳt do roỡ rố.
Hl : (cọỹt aùp lyù thuyóỳt vọ cuỡng) laỡ cọỹt aùp cuớa maùy ổùng vồùi
trổồỡng hồỹp õuùng vồùi giaớ thióỳt Euler, tổùc laỡ sọỳ caùnh dỏựn
nhióửu vọ cuỡng vaỡ chỏỳt loớng laỡ lyù tổồớng.
ọỳi vồùi bồm:
Nl = .g. Ql . Hl = Ml . = .Ql . (u2.c2u- u1.c1u)
1
H = ( u c u c )
g
l

(2.2.4)
ọỳi vồùi turbine:
H l =

2

2u

1

1u

1
( u1 c1 u u 2 c 2 u )
g

(2.2.5)
ỏy chờnh laỡ phổồng trỗnh cồ baớn (phổồng trỗnh Euler) cuớa
maùy caùnh dỏựn.
2.2.4. Yẽ nghộa cuớa phổồng trỗnh cồ baớn:
-- Phổồng trỗnh cồ baớn cho ta mọỳi quan hóỷ giổợa cọỹt aùp cuớa
doỡng chỏỳt loớng vồùi caùc thọng sọỳ õọỹng hoỹc vaỡ hỗnh hoỹc cuớa
baùnh cọng taùc.
Cọỹt aùp Hl õổồỹc tờnh trong õióửu kióỷn sọỳ caùnh laỡ nhióửu vọ
cuỡng vaỡ chỏỳt loớng laỡ lyù tổồớng. Trong thổỷc tóỳ sọỳ caùnh laỡ hổợu


10

haỷn do õoù trón mỷt cừt ổồùt seợ coù phỏn bọỳ vỏỷn tọỳc khọng õóửu
vaỡ trong quaù trỗnh laỡm vióỷc seợ phaùt sinh caùc loaỷi tọứn thỏỳt, do
õoù cọỹt aùp thổỷc tóỳ luọn nhoớ thua cọỹt aùp lyù thuyóỳt.
Sổỷ khaùc nhau giổợa cọỹt aùp thổỷc tóỳ vaỡ cọỹt aùp lyù thuyóỳt tuỡy
thuọỹc vaỡo tổỡng loaỷi maùy vaỡ kóỳt cỏỳu cuỷ thóứ cuớa baùnh cọng
taùc.
-- Quan hóỷ giổợa caùc thaỡnh phỏửn vỏỷn tọỳc vồùi cọỹt aùp:
Ta coù thóứ bióứu dióựn phổồng trỗnh cồ baớn dổồùi 1 daỷng khaùc
theo caùch sau:
Tổỡ tam giaùc vỏỷn tọỳc ta coù:

w 12 =
c12 + u12 - 2 u1. c1. cos 1
= c12 + u12 - 2 u1. c1u
1
u .c = 2 ( c + u w )
1
u .c = ( c + u w )
2
1

2

1u

2u

1

2

2

2

2

1

2

1

2

2

2

2

Thay vaỡo phổồng trỗnh cồ baớn ta coù:
- ọỳi vồùi bồm
1
H =
[( c + u w ) ( c
2g
l

2

=

ỷt:

H ltộnh

(2.2.6)
H lõọỹng

Nhỏỷn xeùt:

2

2

2

2

2

1

2

+ u1 2 w 1 2 )

u 2 2 u 1 2 w 1 2 w 2 2 c 2 2 c1 2
+
+
2g
2g
2g
2
2
2
2
u u1

w w2
= 2
+ 1
2g
2g
c 2 2 c1 2
=
2g

(2.2.7)
Hl
= Hltộnh + Hlõọỹng

]


11

- Cọỹt aùp õọỹng laỡ phỏửn õọỹng nng õồn vở cuớa doỡng chaớy
õổồỹc tng lón khi õi qua bồm.
- Cọỹt aùp tộnh õổồỹc taỷo ra bồới sổỷ chónh lóỷch cuớa 2 thaỡnh
phỏửn vỏỷn tọỳc u, w cuớa doỡng chaớy taỷi lọỳi vaỡo vaỡ lọỳi ra cuớa
baùnh cọng taùc.
u 2 2 u1 2
:
2g

tố lóỷ vồùi sọỳ voỡng quay vaỡ õổồỡng kờnh cuớa baùnh

cọng taùc, õỏy laỡ thaỡnh phỏửn cọỹt aùp tộnh taỷo ra do lổỷc ly tỏm.

w1 2 w 2 2
:
2g

õỏy laỡ thaỡnh phỏửn cọỹt aùp tộnh taỷo ra do sổỷ

chónh lóỷch vỏỷn tọỳc tổồng õọỳi cuớa doỡng chaớy taỷi lọỳi vaỡo vaỡ
lọỳi ra cuớa baùnh cọng taùc. Sổỷ chónh lóỷch naỡy laỡ do sổỷ mồớ
rọỹng maùng dỏựn (phỏửn khọng gian taỷo bồới 2 caùnh dỏựn vaỡ õộa
baùnh cọng taùc) . ọỳi vồùi bồm, thổồỡng w 1 > w2 doỡng
chaớy chỏỷm dỏửn, õọỹng nng bióỳn thaỡnh aùp nng.
Trong thióỳt kóỳ, chóỳ taỷo maùy caùnh dỏựn cỏửn taỷo tố lóỷ thờch hồỹp
giổợa cọỹt aùp õọỹng vaỡ cọỹt aùp tộnh nhũm õaớm baớo hióỷu suỏỳt vaỡ
khaớ nng laỡm vióỷc cuớa maùy.
-- Phổồng trỗnh Euler (2.4) cho thỏỳy cọỹt aùp H l phuỷ thuọỹc
vaỡo thaỡnh phỏửn vỏỷn tọỳc theo phổồng u taỷi cổớa vaỡo (c 1u) .
Thaỡnh phỏửn naỡy bióứu thở sổỷ xoaùy cuớa doỡng chaớy trổồùc khi
vaỡo baùnh cọng taùc, taỷo ra bồới bọỹ phỏỷn caùnh dỏựn doỡng ồớ phờa
trổồùc baùnh cọng taùc .
Nóỳu c1u= 0, tam giaùc vỏỷn tọỳc taỷi cổớa vaỡo cho thỏỳy:
c12 = w 12 u12
c

w1

1

u
1

12

Khi âọ phỉång trçnh cå bn cu båm cạnh dáùn s l:
1
H = ⋅( u ⋅ c )
(2.2.8)
g
l∞

2

2u

Âiãưu kiãûn c1u= 0 gi l âiãưu kiãûn chy vo thàóng gọc (vectå
váûn täúc vo thàóng gọc våïi vectå váûn täúc vng, nghéa l c
theo phỉong bạn kênh tải âiãøm xẹt)
Trong trỉåìng håüp ny ta cọ:
u 22 − w 22 + c 22
H l∞ =
2g
2
c 2 − c12
H l∞âäüng =
2g
2
u − w 22 + c12
H l∞ténh = 2
2g

-- Cäüt ạp thỉûc H s bẹ hån cäüt ạp H l ∞ do cọ täøn tháút nàng
lỉåüng do cháút lng l cháút lng thỉûc v do sỉû lãûch hỉåïng
ca dng cháút lng trong rnh bạnh cäng tạc do säú cạnh
dáùn l hỉỵu hản. Do âọ ta cọ :
H = ηH . εZ .Hl ∞
ηH : hiãûu sút thy lỉûc (0,8 ÷ 0,96)
εZ : hãû säú nh hỉåíng khi xẹt âãún säú cạnh l hỉỵu hản,
âỉåüc xạc âënh theo cạc cäng thỉïc kinh nghiãûm ca Stodola
v Pfleiderer:
Gi Z l säú cạnh ca bạnh cäng tạc :
Theo Stodola:
εZ = 1 −

π
sin β 2
Z

Trong tênh toạn gáưn âụng thỉåìng láúy bàòng 0,8
2-3 : Lût tỉång tỉû trong mạy cạn h dáùn :
Trong thỉûc tãú, thiãút kãú v chãú tảo mạy cạnh dáùn váùn l 1
váún âãư phỉïc tảp chỉa âỉåüc gii quút triãût âãø, vê dủ bi toạn


13

tờnh tọứn thỏỳt cuớa doỡng chaớy qua maùy. Do õoù trong nghión
cổùu, thióỳt kóỳ, chóỳ taỷo maùy caùnh dỏựn ngổồỡi ta phaới õióửu
chốnh kóỳt quaớ tờnh toaùn bũng caùc sọỳ lióỷu thổỷc nghióỷm thu
õổồỹc qua caùc thờ nghióỷm trón caùc maùy mỏựu thu nhoớ goỹi laỡ
maùy mọ hỗnh. óứ coù thóứ suy caùc kóỳt quaớ trón caùc maùy mọ

hỗnh (M) cho caùc maùy nguyón hỗnh (N) thỗ cỏửn phaới õaớm
baớo õióửu kióỷn tổồng tổỷ giổợa 2 maùy.

I - Caùc tióu chuỏứn tổồng tổỷ:
Hai maùy thuớy lổỷc laỡ tổồng tổỷ khi chuùng thoớa maợn caùc tióu
chuỏứn tổồng tổỷ sau:
1) Tióu chuỏứn tổồng tổỷ hỗnh hoỹc:
Kyù hióỷu M: maùy mọ hỗnh (maùy mỏựu)
N : maùy nguyón hỗnh (maùy thổỷc)
Hai maùy goỹi laỡ tổồng tổỷ hỗnh hoỹc khi chuùng õọửng daỷng,
nghộa laỡ coù caùc goùc bọỳ trờ caùnh dỏựn giọỳng nhau, sọỳ caùnh dỏựn
nhổ nhau vaỡ caùc kờch thổồùc tổồng ổùng tyớ lóỷ, kóứ caớ õọỹ nhỏỳp
nhọ bóử mỷt.
( , )M = ( , )N
DM bM lM
=
=
= . = lM ữ N
DN bN lN

l MữN : hóỷ sọỳ tổồng tổỷ hỗnh hoỹc.
2) Tióu chuỏứn tổồng tổỷ õọỹng hoỹc:
Hai maùy tổồng tổỷ õọỹng hoỹc khi caùc tam giaùc vỏỷn tọỳc tổồng
ổùng cuớa doỡng chaớy qua 2 maùy laỡ õọửng daỷng, nghộa laỡ tyớ lóỷ
giổợa caùc cỷp vỏỷn tọỳc tổồng ổùng phaới bũng nhau.
u 1M u 2 M c 1M
=
=
= . = v
u 1 N u 2 N c1 N

14

v =

u 2 M M R 2 M n M
=
=
lM ữN
u 2 N N R 2 N n N

v : hóỷ sọỳ tổồng tổỷ õọỹng hoỹc.
3) Tióu chuỏứn tổồng tổỷ õọỹng lổỷc hoỹc:
Hai maùy tổồng tổỷ õọỹng lổỷc hoỹc khi tyớ lóỷ giổợa caùc cỷp lổỷc
tổồng ổùng taùc duỷng lón 2 baùnh cọng taùc laỡ bũng nhau.
P1M P2 M
=
= . = P
P1N P2 N

P : hóỷ sọỳ tổồng tổỷ õọỹng lổỷc hoỹc.
Muọỳn hai maùy tổồng tổỷ õọỹng lổỷc hoỹc thỗ traỷng thaùi chaớy
cuớa doỡng chỏỳt loớng trong hai maùy laỡ nhổ nhau, tổùc laỡ:
ReM = ReN
Khi doỡng chaớy rồi vaỡo khu vổỷc bỗnh phổồng sổùc caớn thỗ tọứn
thỏỳt thuớy lổỷc phuỷ thuọỹc vaỡo õọỹ nhaùm bóử mỷt do õoù õọửi hoới 2
maùy phaới coù cuỡng õọỹ boùng chi tióỳt, nghộa laỡ phaới tổồng tổỷ
hỗnh hoỹc mọỹt caùch tuyóỷt õọỳi.

II - Caùc phổồng trỗnh tổồng tổỷ cuớa maùy caùn h

dỏựn :
Caùc phổồng trỗnh tổồng tổỷ (phổồng trỗnh õọửng daỷng) nhũm
nghión cổùu mọỳi quan hóỷ giổợa caùc thọng sọỳ laỡm vióỷc cuớa 2
maùy tổồng tổỷ.
1) Phổồng trỗnh tổồng tổỷ lổu lổồỹng :
Q = cm. F


15

F : dióỷn tờch mỷt cừt ổồùt cuớa doỡng chaớy coù thaỡnh phỏửn vỏỷn
tọỳc phaùp tuyóỳn laỡ cm
Vờ duỷ õọỳi vồùi bồm ly tỏm:
Q = c2m. F2 = c2m.D2.b2
Trong õoù F2 = D2.b2 : dióỷn tờch mỷt cừt ra cuớa doỡng chaớy
qua baùnh cọng taùc.
Q lM FM c mM
=

= 2l v
Q lN FN c mN
u M R M M
n
=

= l M
u N R N N
nN

QM
n
= 3l M
QN
nN
v =

Kóỳt luỏỷn: Tố sọỳ lổu lổồỹng cuớa 2 maùy thuớy lổỷc caùnh dỏựn
tổồng tổỷ tyớ lóỷ bỏỷc 3 vồùi tố sọỳ õổồỡng kờnh vaỡ tố lóỷ bỏỷc 1 vồùi tố
sọỳ sọỳ voỡng quay.
2) Phổồng trỗnh tổồng tổỷ cọỹt aùp:
1
( u 2M c 2uM u1M c1uM )
H l M g
=
1
H l N
( u 2N c 2uN u1N c1uN )
g
1
H l = ( u 2 c 2 u u 1 c 1 u )
g
c
u c
1
= u 22 2u 1 1u =
g
u2 u2 u2

c

u c
2u 1 1u n 2 D 22
u2 u2 u2
c 2uM u1M c1uM



2
2
D M n 2M u 2 M u 2 M u 2 M
=


D N n N c 2uN u1N c1uN




u 2 N u 2 N u 2N

1
=
g 60
H l M
H l N

2

2
c

u c
1 2n

R 22 2u 1 1u
g 60
u2 u2 u2


16

Do hai tam giaùc vỏỷn tọỳc cuớa 2 maùy M vaỡ N laỡ õọửng daỷng
nón :
c 2uM u1M


u 2M u 2M
c 2uN u1N


u 2N u 2N



c1uM

u 2M
c
1uN
u 2N

=1

n
HM
= 2l M
HN
nN

2

Kóỳt luỏỷn: Tố sọỳ cọỹt aùp cuớa 2 maùy thuớy lổỷc caùnh dỏựn tổồng tổỷ
tyớ lóỷ bỏỷc 2 vồùi tố sọỳ õổồỡng kờnh vaỡ tố lóỷ bỏỷc 2 vồùi tố sọỳ sọỳ
voỡng quay.
3) Phổồng trỗnh tổồng tổỷ cọng suỏỳt:
N M M Q lM H lM
=
NN
N Q lN H lN



NM M 5 nM

=
l
NN N
nN

Vồùi cuỡng 1 loaỷi chỏỳt loớng:

3

n
NM
= 5l M
NN
nN

3

4) Phổồng trỗnh tổồng tổỷ moment:
M=

N




M M N M N N M n N
=

=

MN
N N M N N n M

MM M 5 nM
=

MN
N l nN

2

IV - Sọỳ voỡn g quay õỷc trổng n s (hóỷ sọỳ tố tọỳc ):


17

Sọỳ voỡng quay õỷc trổng ns duỡng trong tióu chuỏứn hoùa maùy
caùnh dỏựn, noù õỷc trổng cho mọỹt kióứu maùy.
Mọựi loaỷi maùy caùnh dỏựn saớn xuỏỳt ra õổồỹc chia thaỡnh nhióửu
nhoùm, trong cuỡng 1 nhoùm caùc maùy õóửu coù õỷc tờnh laỡm vióỷc
vaỡ hióỷu suỏỳt nhổ nhau, nghộa laỡ chuùng tổồng tổỷ vồùi nhau.

óứ õỷc trổng cho 1 kióứu maùy, ngổồỡi ta õởnh nghộa 1 maùy
mỏựu (mọ hỗnh) vồùi caùc thọng sọỳ cuớa maùy mọ hỗnh õổồỹc
quy õởnh nhổ sau:
HS = 1m cọỹt chỏỳt loớng
Cọng suỏỳt thuớy lổỷc:NS = 1 maợ lổỷc = 0,736 KW

QS = 0,075 m3/s
nS : sọỳ voỡng quay/phuùt cuớa maùy mỏựu
S : hióỷu suỏỳt thióỳt kóỳ, tổùc laỡ hióỷu suỏỳt lồùn nhỏỳt
maỡ maùy õaỷt õổồỹc vaỡ tổồng ổùng vồùi khi maùy laỡm vióỷc vồùi
caùc thọng sọỳ thióỳt kóỳ.
Nóỳu coù 1 maùy thổỷc laỡm vióỷc vồùi caùc thọng sọỳ Q, H, n, N vaỡ
tổồng tổỷ vồùi maùy mỏựu õỷc trổng thỗ ta coù:

2

HS
n
= 2l S l =
n
H
3

HS n

H ns

QS
n
H 2 n
= 3l S = S
Q
n H nS

2


18

3


Thay

nS =

H 4
Q
n S
H
QS

HS = 1m cọỹt chỏỳt loớng
QS = 0,075 m3/s
n S = 3,65

n Q
H3 4

Trong cọng thổùc trón n(v/ph) H(m) Q(m3/s)
Cọng thổùc trón thổồỡng sổớ duỷng cho bồm vỗ vồùi caùc thọng
sọỳ yóu cỏửu khi thióỳt kóỳ 1 bồm laỡ n, Q, H do õoù dóự daỡng suy
ra giaù trở sọỳ voỡng quay õỷc trổng.
Vồùi 1 turbine, caùc thọng sọỳ thióỳt kóỳ thổồỡng laỡ cọỹt nổồùc H,
sọỳ voỡng quay n vaỡ cọng suỏỳt N. Xeùt hai turbine tổồng tổỷ ta
seợ coù:
2

HS
n
= 2l S l =
n
H

5

3

NS
n H 2
= 5l S = S
n H
N

HS n

H ns
n

nS

2

5


Thay


H 2 N
ns = n s
H NS

Ns = 0,737KW

Hs = 1m
n S = 1,167

n N
H

5
4

Trong cọng thổùc trón n(v/ph), H(m) N(kW)
Cọng thổùc trón thổồỡng õổồỹc duỡng cho turbine õóứ tờnh sọỳ
voỡng quay õỷc trổng.
Toùm laỷi khi thióỳt kóỳ 1 maùy caùnh dỏựn, muọỳn bióỳt maùy thuọỹc
hóỷ thọỳng cuớa may mọ hỗnh naỡo, ngổồỡi ta duỡng sọỳ voỡng


19

quay ns tờnh theo caùc cọng thổùc trón õóứ phỏn bióỷt nón n s goỹi
laỡ sọỳ voỡng quay õỷc trổng.
Vỏỷy sọỳ voỡng quay õỷc trổng cuớa 1 maùy caùnh dỏựn khọng
phốlaỡ sọỳ voỡng quay thổỷc cuớa maùy õoù maỡ laỡ sọỳ voỡng quay
cuớa maùy mọ hỗnh tổồng tổỷ coù caùc thọng sọỳ nhổ õaợ qui õởnh
ồớ trón.
Sọỳ voỡng quay õỷc trổng coù yù nghộa rỏỳt lồùn trong tờnh toaùn
thióỳt kóỳ vaỡ sổớ duỷng caùc maùy thuớy lổỷc caùnh dỏựn. Trong taỡi
lióỷu kyợ thuỏỷt vóử thióỳt kóỳ vaỡ sổớ duỷng maùy, caùc trở sọỳ tờnh
toaùn, caùc daỷng õổồỡng õỷc tờnh rhổỷc nghióỷm vaỡ hỗnh daỷng
kóỳt cỏỳu baùnh cọng taùc cuớa caùc maùy caùnh dỏựn õóửu cho theo
ns. Thổồỡng sọỳ voỡng quay õỷc trổng õổồỹc tờnh toaùn ồớ õióửu

kióỷn laỡm vióỷc coù hióỷu suỏỳt cao nhỏỳt cuớa maùy (chóỳ õọỹ thióỳt
kóỳ)
Caùc loaỷi bồm khaùc nhau coù caùc sọỳ voỡng quay õỷc trổng
tổồng ổùng:
Bồm piston vaỡ bồm roto: ns<= 40 v/ph
Bồm ly tỏm:
ns= 40 ữ 300 v/ph
Bồm hổồùng cheùo
ns= 300 ữ 600 v/ph
Bồm hổồùng truỷc
ns= 600 ữ 1200 v/ph
Hỗnh 2.4 giồùi thióỷu caùc loaỷi baùnh cọng taùc cuớa maùy caùnh
dỏựn theo sọỳ voỡng quay õỷc trổng


20

Fig 4.1 p118 Pump...

Hçnh 2.4
1- ns = 40 ÷ 80
2- ns = 80 ÷ 150
150 ÷ 300
4- ns = 300 ÷ 600
ns = 600 ÷ 1200

3- ns =
5-