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.

(Fig 3.2) p36 Pump...
Fig 3.10 p53 Pump..

Hçnh 2.1

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.
Chãnh lãûch nàng lỉåüng âån vë ca dng cháút lng åí läê vo v läúi ra ca bạnh cäng tạc
chênh l nàng lỉåüng ca dng cháút lng trao âäøi våïi mạy v gi l cäüt ạp ca bạnh
cäng tạc. Nãúu trủc bạnh cäng tạc coi l thàóng âỉïng v dng chy chuøn âäüng trong

rnh phàóng thç vë nàng âån vë tải läê vo v läúi ra ca bạnh cäng tạc l bàòng nhau v
phỉång trçnh nàng lỉåüng ca dng tỉång âäúi viãút cho cháút lng l tỉåíng tải màût càõt åí läúi
vo v läúi ra ca bạnh cäng tạc l:
2
2
p 1 w 12
p 2 w 22
2 ω
2 ω
+
− R1
=
+
− R2
ρ
2
2
ρ
2
2


2

Tỉì phỉång trçnh trãn ta cọ thãø suy ra âäü tàng ạp sút tảo ra khi dng chy âi qua bạnh
cäng tạc:
ρ
ρ
p 2 − p 1 = ( w 12 − w 22 ) + ( R 22 ⋅ ω 2 − R 12 ⋅ ω 2 )
2

2
Phỉång trçnh trãn cho tháúy âäü tàng ạp sút tảo ra khi dng chy âi qua bạnh cäng tạc
ca 1 mạy ly tám l kãút qu ca 2 quạ trçnh:
- Sỉû biãún âäøi âäüng nàng ca chuøn âäüng tỉång âäúi
- Cäng tảo ra båíi lỉûc ly tám (thnh pháưn thỉï 2 trong phỉång trçnh)
Biãn dảng v gọc âäü bäú trê cạnh dáùn trong bạnh cäng tạc nh hỉåíng trỉûc tiãúp âãún cạc
thäng säú váûn täúc, ạp sút ca dng chy nãn cọ nghéa låïn âãún tênh nàng lm viãûc ca
mạy. Phỉång chuøn âäüng ca dng cháút lng qua bạnh cäng tạc phủ thüc kãút cáúu v
biãn dảng cạnh dáùn. Dỉûa vo phỉång chuøn âäüng ca dng cháút lng tỉì läúi vo âãún läúi
ra ca cạnh dáùn ta chia bạnh cäng tạc ra lm cạc loải sau;
-- 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 cạnh dáùn :
Phỉång trçnh cå bn ca mạy cạnh dáùn nghiãn cỉïu sỉû trao âäøi nàng lỉåüng ca dng cháút
lng våïi bạnh cäng tạc dỉûa vo sỉû thay âäøi cạc thäng säú âäüng hc ca dng chy khi
vo v ra khi 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.
Qu âảo chuøn âäüng ca cạc pháưn tỉí qua bạnh cäng tạc ráút phỉïc tảp, âãø âån gin tênh
toạn ngỉåìi ta gi thiãút:
+ 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 l biãn dảng cạnh dáùn.
Cạc âiãưu kiãûn âãø cọ dng chy nhỉ gi thiãút trãn l :
+ Bạnh cäng tạc cọ säú cạnh dáùn nhiãưu vä cng v mng vä cng.
+ Cháút lng lm viãûc l cháút lng lê tỉåíng (khäng nhåït)
Gi thiãt nãu trãn ta gi l gi thiãút Euler.
2.2.1. Tam giạc váûn täúc:


3

Vồùi giaớ thióỳt Euler nóu trón, chuyóứn õọỹng tuyóỷt õọỳi cuớa 1 phỏửn tổớ chỏỳt loớng qua baùnh
cọng taùc õổồỹc phỏn thaỡnh 2 chuyóứn õọỹng õọửng thồỡi: chuyóứn õọỹng theo (chuyóứn õọỹng
quay cuớa baùnh cọng taùc) vaỡ chuyóứn õọỹng tổồng õọỳi (chuyóứn õọỹng dổỷa theo bión daỷng
caùnh dỏựn)
Kyù hióỷu:

c : vỏỷn tọỳc tuyóỷt õọỳi.

: vỏỷn tọỳc tổồng õọỳi, coù phổồng tióỳp tuyóỳn vồùi bión daỷng caùnh dỏựn.
w

: vỏỷn tọỳc theo (vỏỷn tọỳc voỡng), coù phổồng thúng goùc vồùi baùn kờnh taỷi õióứm
u
xeùt.



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.
óứ tióỷn vióỷc nghión cổùu ta duỡng tam giaùc vỏỷn tọỳc thay vỗ hỗnh bỗnh haỡnh vỏỷn tọỳc, thóứ
hióỷn trón hỗnh 2. Trong õoù ta õỷt caùc kyù hióỷu sau:


-- : goùc giổợa u vaỡ c


-- : goùc giổợa w vaỡ phổồng ngổồỹc chióửu vồùi u , bióứu thở goùc õọỹ bọỳ trờ caùnh
dỏựn. ỏy chờnh laỡ bọỳ trờ hỗnh hoỹc cuớa caùnh dỏựn trón baùnh cọng taùc .

c2
2
cu2

w2
cm2

2

u2

Hỗnh 2.2

Ta goỹi :
1 : goùc vaỡo
2 : goùc ra

-- cu : hỗnh chióỳu cuớa c lón phổồng u


-- cm : hỗnh chióỳu cuớa c lón phổồng thúng goùc vồùi u .
Trong baùnh cọng taùc maỡ doỡng chaớy chuyóứn õọỹng theo phổồng ly tỏm hoỷc hổồùng tỏm,
cm theo phổồng baùn kờnh taỷi õióứm xeùt nón goỹi laỡ thaỡnh phỏửn vỏỷn tọỳc hổồùng kờnh vaỡ
chờnh laỡ thaỡnh phỏửn taỷo ra lổu lổồỹng cuớa baùnh cọng taùc.


4

Trong baùnh cọng taùc maỡ doỡng chaớy chuyóứn õọỹng theo phổồng doỹc truỷc baùnh cọng taùc,
cm theo phổồng truỷc taỷi õióứm xeùt nón goỹi laỡ thaỡnh phỏửn vỏỷn tọỳc hổồùng truỷc vaỡ cuợng
chờnh laỡ thaỡnh phỏửn taỷo ra lổu lổồỹng cuớa baùnh cọng taùc.
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
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):










dL1 = dK1.l1
d L1 = d K 1 r1
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):


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)


5

Våïi gi thiãút l ton bäü khäúi cháút lng qua bạnh cäng tạc bao gäưm vä säú cạc dng
ngun täú nhỉ nhau, biãún thiãn moment âäüng lỉåüng ca ton khäúi cháút lng qua bạnh
cäng tạc trong 1 âån vë thåìi gian l:
∑∆L = ∑ρ.dQ. (c2.R2.cos α2 - c1.R1.cos α1)
= ρ.Ql . (R2.c 2. cos α2 - R1.c 1. cos α1)
Våïi
Ql : lỉu lỉåüng cháút lng chy qua bạnh cäng tạc, chênh bàòng lỉu lỉåüng l thuút
ca båm.
Gi Ml∞ l moment ngoải lỉûc tạc dủng lãn cháút lng trong bạnh cäng tạc cọ säú cạnh
dáùn l nhiãưu vä cng v cháút lng l l tỉåíng. Moment ny chênh bàòng moment tạc
dủng lãn trủc mang bạnh cäng tạc.
Xẹt cho trỉåìng håüp mạy l båm:
Ml∞B = ∑∆L = ρ.Ql . (R2.c 2. cos α2 - R1.c 1. cos α1)
Xẹt cho trỉåìng håüp mạy l turbine thç ngỉåüc lải, moment âäüng lỉåüng ca dng chy
gim theo chiãưu dng chy tỉì läúi vo âãún läúi ra ca bạnh cäng tạc, do âọ:
Ml∞T = ∑∆L = ρ.Ql . (R1.c1. cos α1- R2.c 2. cos α2)
Ta cọ cäng thỉïc chung:

Ml∞ = ± ρ.Ql . (R2.c2u- R1.c 1u)
(2.2.1)
Trong âọ:
dáúu + dng cho båm, dáúu - dng cho turbine.
Kãút lûn: Cå nàng ca mạy cạnh dáùn trao âäøi våïi cháút lng liãn quan máût thiãút âãún cạc
thäng säú âäüng hc ca dng chy v kêch thỉåïc, kãút cáúu ca cạnh dáùn.
2.2.3. Phỉång trçnh cäüt ạp: (Phỉång trçnh cå bn ca mạy cạnh dáùn)
Cäüt ạp H l nàng lỉåüng âån vë ca dng cháút lng trao âäøi våïi mạy, nọi cạch khạc cäüt
ạp h chênh l cäng ca 1 âån vë trng lỉåüng cháút lng trao âäøi våïi mạy trong 1 âån vë
thåìi gian.
Tỉì phỉång trçnh moment ta suy ra cäng sút tạc dủng lãn dng cháút lng qua bạnh cäng
tạc ca 1 båm l:
Nl∞ = Ml∞ .ω = ρ.Ql . (R2.c2u- R1.c 1u) . ω
= ρ.Ql . (u2.c2u- u1.c 1u)
(2.2.2)
Khi b qua cạc täøn tháút khi dng cháút lng qua bạnh cäng tạc, ta cọ:
Nl∞ = ρ.g.Ql . Hl∞ = ρ.g. Ql . Hl∞
(2.2.3)
Trong âọ:
Ql : lỉu lỉåüng l thuút, chỉa kãø täøn tháút do r rè.
Hl∞ : (cäüt ạp l thuút vä cng) l cäüt ạp ca mạy ỉïng våïi trỉåìng håüp âụng våïi gi thiãút
Euler, tỉïc l säú cạnh dáùn nhiãưu vä cng v cháút lng l l tỉåíng.
Âäúi våïi båm:
Nl∞ = ρ.g. Ql . Hl∞ = Ml∞ . ω = ρ.Ql . (u2.c2u- u1.c 1u)
1
H l∞ = ⋅ ( u 2 ⋅ c 2 u − u 1 ⋅ c 1 u )
g

(2.2.4)

6

ọỳi vồùi turbine:

1
( u1 c1 u u 2 c 2 u )
g
ỏy chờnh laỡ phổồng trỗnh cồ baớn (phổồng trỗnh Euler) cuớa maùy caùnh dỏựn.
H l =

(2.2.5)

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 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:
w12 = c12 + u12 - 2 u1. c1. cos 1
= c12 + u12 - 2 u1. c1u
1
u 1 . c 1 u = ( c1 2 + u 1 2 w 1 2 )

2
1
u 2 . c 2u = ( c 2 2 + u 2 2 w 2 2 )
2
Thay vaỡo phổồng trỗnh cồ baớn ta coù:
- ọỳi vồùi bồm
1
H l =
( c 2 + u 2 2 w 2 2 ) ( c1 2 + u1 2 w 1 2 )
2g 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
H ltộnh = 2
+ 1
2g
2g
2

2
c c1
H lõọỹng = 2
2g

]

=

ỷt:



Hl

(2.2.6)
(2.2.7)

= Hltộnh + Hlõọỹng

Nhỏỷn xeùt:
- 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.


7

u 2 2 u1 2

: tố lóỷ vồùi sọỳ voỡng quay vaỡ õổồỡng kờnh cuớa baùnh cọng taùc, õỏy laỡ thaỡnh
2g
phỏửn cọỹt aùp tộnh taỷo ra do lổỷc ly tỏm.
w1 2 w 2 2
: õỏy laỡ thaỡnh phỏửn cọỹt aùp tộnh taỷo ra do sổỷ chónh lóỷch vỏỷn tọỳc tổồng
2g
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 w1 > 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
Khi õoù phổồng trỗnh cồ baớn cuaớ bồm caùnh dỏựn seợ laỡ1:
1
H l = ( u 2 c 2 u )
g

(2.2.8)

ióửu kióỷn c1u= 0 goỹi laỡ õióửu kióỷn chaớy vaỡo thúng goùc (vectồ vỏỷn tọỳc vaỡo thúng goùc vồùi
vectồ vỏỷn tọỳc voỡng, nghộa laỡ c theo phổong baùn kờnh taỷi õióứm xeùt)
Trong trổồỡng hồỹp naỡy ta coù:
u 22 w 22 + c 22
H l =
2g
2
c c12
H lõọỹng = 2
2g
2
u 2 w 22 + c12
H ltộnh =
2g
-- Cọỹt aùp thổỷc H seợ beù hồn cọỹt aùp H l do coù tọứn thỏỳt nng lổồỹng do chỏỳt loớng laỡ chỏỳt
loớng thổỷc vaỡ do sổỷ lóỷch hổồùng cuớa doỡng chỏỳt loớng trong raợnh baùnh cọng taùc do sọỳ caùnh
dỏựn laỡ hổợu haỷn. Do õoù ta coù :
H = H . à .Hl
H :
hióỷu suỏỳt thuớy lổỷc (0,8 ữ 0,96)
à :
hóỷ sọỳ aớnh hổồớng khi xeùt õóỳn sọỳ caùnh laỡ hổợu haỷn, õổồỹc xaùc õởnh theo caùc
cọng thổùc kinh nghióỷm cuớa Stodola vaỡ Pfleiderer:
Goỹi Z laỡ sọỳ caùnh cuớa baùnh cọng taùc :
Theo Stodola:


8

à =1

u2
sin 2
c 2u Z

Trong tờnh toaùn gỏửn õuùng thổồỡng lỏỳy à = 0,8
2-3 : Luỏỷt tổồng tổỷ trong maùy caùnh dỏựn:
Trong thổỷc tóỳ, thióỳt kóỳ vaỡ chóỳ taỷo maùy caùnh dỏựn vỏựn laỡ 1 vỏỳn õóử phổùc taỷp chổa õổồỹc giaới
quyóỳt trióỷt õóứ, vờ duỷ baỡi toaùn 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 vaỡ caùc kờch thổồùc tổồng ổùng tyớ lóỷ, kóứ caớ õọỹ nhỏỳp nhọ bóử mỷt.
( , )M = ( , )N
DM b M l M
=
=
=. = l
DN
bN lN
l : 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.
u1 M u 2 M c1 M
=
=
=. = v
u1N
u 2N c1 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 taùc duỷng lón caùc phỏửn tổớ tổồng
ổùng cuớa 2 baùnh cọng taùc laỡ bũng nhau.
P1M P2M
=
=. = P
P1N
P2N
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.


9

II - Caùc phổồng trỗnh tổồng tổỷ cuớa maùy caùnh 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
F : dióỷn tờch mỷt cừt ổồùt cuớa doỡng chaớy coù thaỡnh phỏửn vỏỷn tọỳc phaùp tuyóỳn laỡ c m
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
R
n
Maỡ v = M = M M = l M
uN
R N N
nN
Q
n
lM = 3l M
Q lN
nN

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 lN
( u 2N c 2uN u1N c1uN )
g
1
H l = ( u 2 c 2 u u 1 c 1 u )
g
2
c
u c
1 2 c 2u u1 c1u 1 2n
R 22 2u 1 1u
= u2


=
g
u 2 u 2 u 2 g 60
u2 u2 u2
2
1 c 2u u1 c1 u 2 2


=

n D2
g 60 u 2 u 2 u 2
c 2uM u1M c1uM



2
2
H l M D M n 2 M u 2 M u 2 M u 2 M
=


H lN D N n N c 2uN u1N c1uN




u 2 N u 2N u 2N

Do hai tam giaùc vỏỷn tọỳc cuớa 2 maùy M vaỡ N laỡ õọửng daỷng nón :
c 2uM u1 M


u 2M u 2M
c 2uN u1N


u 2N u 2N

c1uM

u 2M
=1
c1uN


u 2N



10



n

H l M
= l 2 2M
H l N
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
=


NN
N l nN

3

4) Phổồng trỗnh tổồng tổỷ moment:
M=
MM
MN

M M N M N N M n N
N
M = N = N n

N
N
M
N
M
2
n

= M 5l M
N

nN

IV - Sọỳ voỡng quay õỷc trổng ns (hóỷ sọỳ tố tọỳc):
Sọỳ voỡng quay õỷc trổng ns duỡng trong tióu chuỏứn hoùa maùy caùnh dỏựn.
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 nhoùm, 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
NS = 1 maợ lổỷc = 0,736 KW (cọng suỏỳt thuớy lổỷc)

QS = 0,075 m3/s
nS : sọỳ voỡng quay trong 1 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 õỷ
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


11

3



nS =

H 4
Q
n S
H
QS

Thay HS = 1m cọỹt chỏỳt loớng
QS = 0,075 m3/s
n Q

n S = 3,65 3 4
H

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

HS n

H ns

3
NS
n
H 2 n
5 S
= l = S
n H nS
N

2

5

H 2 N
ns = n s
H NS

Thay Ns = 0,737KW
Hs = 1m


n S = 1167
,


n N
5
4

H
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 quay n s 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 n s. 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
<= 40
Bồm ly tỏm
40 ữ 300
Bồm hổồùng cheùo
300 ữ 600
Bồm hổồùng truỷc
600 ữ 1200


12

Hỗnh 2.4 giồùi thióỷu caùc loaỷi baùnh cọng taùc cuớa maùy caùnh dỏựn theo sọỳ voỡng quay õỷc
trổng

Fig 4.1 p118 Pump...

Hỗnh 2.4
1- ns = 40 ữ 80
2- ns = 80 ữ 150
4- ns = 300 ữ 600

3- ns = 150 ữ 300
5- ns = 600 ữ 1200