Luận án tiến sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số kích thước và kết cấu của bộ phận hướng dòng đến hiệu suất của bơm chìm hướng trục ở việt nam (TT)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN MINH TUẤN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC
VÀ KẾT CẤU CỦA BỘ PHẬN HƯỚNG DÕNG ĐẾN HIỆU SUẤT
CỦA BƠM CHÌM HƯỚNG TRỤC Ở VIỆT NAM

Chuyênngành :KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Mãsố: 62520116

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Côngtrìnhđượchoànthànhtại: BộmônVậtlý Tin học
Viện Vật lý Kỹ thuật, Trường Đại

học

HÀ NỘI - 2016

Bách

khoa

Hà

N


Công trình được hoàn thành tại:

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học:

HD1. GS. TS. NGUYỄN THẾ MỊCH
HD2. PGS.TS. NGUYỄN VĂN BÀY

Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:

Luận án đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Trường
họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Vào hồi ….. giờ …. ngày …. tháng ….. năm …..

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1. Thư viện Tạ Quang Bửu – Trường ĐHBK Hà Nội
2. Thư viện Quốc gia Việt Nam


DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
1. PGS.TS. Nguyễn Văn Bày, ThS. Nguyễn Minh Tuấn (2014). Nghiên cứu thực nghiệm
thiết kế máy bơm chìm hướng trục phục vụ tưới tiêu nông nghiệp và chống úng ngập đô
thị.Tạp chí Cơ khí Việt Nam số 12/2014.
2. GS.TS. Nguyễn Thế Mịch, PGS.TS. Nguyễn Văn Bày, ThS. Nguyễn Minh Tuấn (2015).
Khảo sát, đánh giá sự ảnh hưởng của số lá cánh hướng dòng máy bơm chìm hướng trục
đến đặc tính năng lượng của bơm bằng phần mềm mô phỏng. Kỷ yếu Hội nghị khoa học
và công nghệ toàn quốc về cơ khí lần 4 năm 2015.
3. MSc. Tuan Nguyen Minh, Prof.Dr. Mich Nguyen The, Assoc.Prof.Dr. Bay Nguyen Van
(2016). A study and evaluation of a vertical axial flow submersimble pump’s angle of the

diffuser cone on it’s energy characteristics by simulation software. VietNam Mechanical
Engineering Journal N0 5/2016.
4. ThS. Nguyễn Minh Tuấn, GS.TS. Nguyễn Thế Mịch, PGS.TS. Nguyễn Văn Bày (2016).
Nghiên cứu, đánh giá sự ảnh hưởng của hệ số tỷ tốc của máy bơm chìm hướng trục đứng
đến đặc tính năng lượng của bơm bằng phần mềm mô phỏng. Tạp chí cơ khí số 5/2016.

3


Lời mở đầu
1. Lý do chọn đề tài

Việt Nam là nước có nền nông nghiệp truyền thống, đến nay, đã vươn lên đứng
thứ 2 thế giới về xuất khẩu gạo. Kinh tế nông nghiệp được xem là một trong những
yếu tố chủ đạo để phát triển đất nước. Vấn đề ứng dụng các thiết bị cơ điện phục vụ
sản xuất nông nghiệp luôn được quan tâm, trong đó, có các tổ máy bơm nói chung và
máy bơm chìm nói riêng phục vụ công tác tưới tiêu, chống hạn và chống úng ngập.
Các sản phẩm máy bơm chìm – động cơ điện chìm ở Việt Nam mới dừng lại ở
dạng sản phẩm của các đề tài nghiên cứu và dự án sản xuất thử nghiệm, chưa có đơn vị
nào thực sự đi sâu nghiên cứu các vấn đề về máy bơm chìm. Xuất phát từ nhu cầu thực
của sản xuất và đời sống về máy bơm chìm hướng trục phục vụ tưới tiêu trong nông
nghiệp và chống úng ngập, đề tài cho luận án tiến sỹ kỹ thuật đã đề xuất ” Nghiên cứu
ảnh hưởng của một số thông số kích thước và kết cấu của bộ phận hướng dòng đến hiệu
suất của bơm chìm hướng trục ở Việt Nam” nhằm góp phần từng bước phát triển sản
phẩm máy bơm chìm – động cơ điện chìm do Việt Nam thiết kế, chế tạo.
2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu: Đóng góp cho khoa học chuyên ngành các phương pháp tính
toán, thiết kế bộ phận hướng dòng máy bơm chìm hướng trục với sự thay đổi thông số
hình học, kết cấu của bơm và cung cấp cơ sở khoa học trong công tác thiết kế, lựa chọn
góc loe hợp lý của bộ phận hướng dòng máy bơm chìm hướng trục với số vòng quay đặc

trưng thông dụng và số lá cánh hướng dòng điển hình.
Phạm vi nghiên cứu: Luận án tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của góc loe bầu bộ
phận hướng dòng với các trị số của số vòng quay đặc trưng thông dụng và số lá cánh
hướng dòng điển hình của bơm chìm hướng trục.
3. Phương pháp nghiên cứu
Kết hợp giữa tính toán lý thuyết, thực nghiệm và dùng phần mềm mô phỏng để
nghiên cứu, đánh giá sự ảnh hưởng của trị số góc loe bộ phận hướng dòng máy bơm
chìm hướng trục đến hiệu suất của bơm với các trị số số vòng quay đặc trưng thông
dụng và số lá cánh hướng dòng điển hình của bơm đang được sử dụng tại Việt nam.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
a) Về lý thuyết: Đánh giá được sự ảnh hưởng của trị số góc loe bầu bộ phận hướng
dòng máy bơm hướng trục đến hiệu suất của bơm, từ đó, xác định các phương pháp tính
toán, thiết kế cho bộ phận hướng dòng, nhằm nâng cao hiệu suất của máy bơm chìm
hướng trục.
b) Về thực tiễn: Cung cấp cho các nhà thiết kế các thông tin cần thiết, trên cơ sở đó,
có thể lựa chọn được thông số hình học ( góc loe bầu cánh hướng dòng) hợp lý trong
thiết kế bộ phận hướng dòng máy bơm chìm hướng trục.
5. Cấu trúc của luận án
Nội dung chính của luận án trình bày như sau: Chương 1 Tổng quan tình hình
nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và sử dụng máy bơm chìm trên thế giới và ở Việt Nam;
Chương 2. Cơ sở lý thuyết dòng chảy trong bơm hướng trục và ảnh hưởng của thông số
kích thước, kết cấu bộ phận hướng dòng đến hiệu suất máy bơm chìm hướng trục;
Chương 3. Khảo sát, đánh giá sự ảnh hưởng của thông số kích thước, kết cấu bộ phận
hướng dòng đến hiệu suất máy bơm hướng trục chìm bằng mô phỏng số; Chương 4.
Nghiên cứu thực nghiệm mô hình máy bơm chìm hướng trục. Kết quả đạt được và bàn
luận và phần kết luận và kiến nghị.
1


Chương 1. Tổng quan

1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu và thiết kế, chế tạo, sử dụng máy bơm
chìm trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thiết kế, chế tạo v sử dụng máy bơm
chìm trên thế giới
1.1.1.1. Tình hình thiết kế, chế tạo v sử dụng máy bơm chìm trên thế giới
Máy bơm chìm - động cơ điện chìm đã được chú ý đầu tư nghiên cứu từ những năm
1920-1930 và đạt kết quả tốt vào những năm 1940–1950 phục vụ cho nhiều nhu cầu mục
đích khác nhau: tưới tiêu trong nông nghiệp, bơm nước thải và cấp nước cho công
nghiệp, sinh hoạt. Ngày nay, máy bơm chìm – động cơ điện chìm rất đa dạng, công suất
N = 0,1–5.000 kW, cột áp H=1-500m, lưu lượng Q = 0,1-30.000 m3/h.
Như vậy, có thể thấy rằng, để phát triển đến ngày nay, vấn đề máy bơm chìm nói
chung, máy bơm chìm hướng trục nói riêng với các yếu tố ảnh hưởng của các thông số
kỹ thuật bộ phận hướng dòng trong máy bơm không phải là vấn đề mới ở nước ngoài.
Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu đó không được công bố rộng rãi và chi tiết, do đó,
phạm vi sử dụng, phương pháp tính toán, lựa chọn kết cấu hợp lý của bộ phận hướng
dòng với góc loe lớn vẫn là bí quyết của từng hãng chế tạo máy bơm chìm và từng quốc
gia trên thế giới.
1.1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy bơm chìm ở
Việt Nam
Ở Việt Nam, Công ty CP chế tạo bơm Hải Dương, Viện Khoa học thủy lợi Việt
Nam, Trường Đại học thủy lợi Hà Nội, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Nghiên
cứu cơ khí, các Tổng Công ty cơ điện - xây dựng nông nghiệp và thủy lợi là những đơn
vị đã quan tâm nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và sản xuất máy bơm, tuy nhiên, các sản
phẩm máy bơm chủ yếu là các loại máy bơm truyền thống (máy bơm hướng trục, máy
bơm ly tâm, máy bơm hỗn lưu) sử dụng động cơ điện thông thường. Các tổ máy bơm
chìm - động cơ điện chìm được các đơn vị chuyên ngành trong nước nêu trên bước đầu
quan tâm nghiên cứu từ đầu những năm 2000. Tuy nhiên, cũng mới chỉ dừng lại ở mức
độ sản phẩm thử nghiệm của các đề tài nghiên cứu và dự án sản xuất thử nghiệm. Chưa
có một công trình khoa học nào trong nước nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hưởng của kết
cấu phần dẫn dòng máy bơm chìm hướng trục đến hiệu suất của máy bơm.

1.2. Kết luận chương 1
- Vấn đề thiết kế, chế tạo và sử dụng máy bơm chìm nói chung và máy bơm chìm
hướng trục nói riêng đã được các nước trên thế giới quan tâm từ những năm 1920.
- Nghiên cứu sự ảnh hưởng của các thông số kích thước, kết cấu của bộ phận hướng
dòng máy bơm chìm hướng trụcvới góc loe lớn không còn mới đối với các trường đại
học, các viện nghiên cứu cũng như hãng sản xuất bơm trên thế giới. Tuy nhiên, đây vẫn
thuộc bí quyết của mỗi hãng sản xuất, mỗi đơn vị nghiên cứu, do đó, không được công
bố rộng rãi trên công luận.
- Có nhiều phần mềm chuyên dụng được sử dụng để mô phỏng dòng chảy trong
bơm, tuy nhiên, có thể thấy hầu hết các phần mềm này đều dựa trên công cụ CFD để
thực hiện việc mô mỏng với thuật toán tương tự nhau và đều dựa vào công thức toán học
Navia – Stốc.
- Việt Nam đã bước đầu quan tâm nghiên cứu máy bơm chìm từ năm 2.000. Chưa có
cơ sở lý thuyết cho việc tính toán, thiết kế hệ thống dẫn dòng của máy bơm chìm hướng
trục trong đó có bộ phận hướng dòng.
2


Chương 2. Cơ sở lý thuyết dòng chảy trong bơm hướng trục và ảnh hưởng của
thông số k ch thước, kết cấu bộ phận hướng dòng đến hiệu suấtcủa máy bơm chìm
hướng trục
2.1. Cơ sở lý thuyết dòng chảy trong máy bơm hướng trục và bơm chìm
hướng trục
2.1.1. Cơ sở lý thuyết dòng chảy trong máy bơm hướng trục
2.1.2. Cơ sở lý thuyết dòng chảy trong máy bơm chìm hướng trục
2.1.2.1. Xây dường đường dòng đẳng tốc trong phần dẫn dòng của bơm chìm
hướng trục
2.1.2.2. Xây dựng đường dòng đẳng thế trong phần dẫn dòng bơm hướng trục
2.1.3. Phương pháp dòng một chi u thiết kế lưới cánh hướng dạng côn
2.2. Cơ sở lý thuyết t nh toán lưới các profin của bơm hướng trục

2.2.1. Cơ sở lý thuyết t nh toán lưới các profin
2.3. Lý thuyết về hiệu suất máy bơm và vấn đề tổn thất trong bơm hướng trục
2.3.1. Lý thuyết v tính toán hiệu suất của máy bơm hướng trục
2.3.2. Các tổn thất trong máy bơm hướng trục
Tổn thất trong máy bơm nói chung và máy bơm hướng trục cũng được phân ra làm 3
loại: tổn thất thuỷ lực, tổn thất lưu lượng và tổn thất cơ khí. Mỗi loại tổn thất được đánh
giá bằng hiệu suất tương ứng.
a) Tổn thất cơ khí:   0 , 96  0 , 98
b) Tổn thất lưu lượng:  ll  0 , 97  0 , 99 .
c) Tổn thất và hiệu suất thuỷ lực của bơm hướng trục (ηtl)
Yếu tố mang tính quyết định đến hiệu suất toàn phần của máy bơm hướng trục là tổn
thất thủy lực (hiệu suất thủy lực).
Đối với máy bơm hướng trục,  = (0,85  0,95).
Tổn thất thủy lực trong máy bơm hướng trục: Σhw = (5-15)%Hlt
(2.1)
Để đơn giản, có thể đặt: k1 = (5-15)% = (0,05-0,15),
nghĩa là: Σhw = k1 .Hlt
(2.2)
Trong đó: + Hlt - Cột áp lý thuyết của bơm (m).
Theo kinh nghiệm thì nên lấy: Hlt = (1,07 – 1,1)Htk = k2Htk
(2.3)
Ở đây: Htk – Cột áp thiết kế (m). Đặt: k2 = (1,07-1,1) – Hệ số cột áp lý thuyết
Kết hợp hai biểu thức (2.2) và (2.3), ta có tổn thất cột áp (hay tổn thất thủy lực) trong
bơm hướng trục thông thường là: Σhw = k1 .k2.Htk
(2.4)
2.4. Lý thuyết tính toán hiệu suất của máy bơm chìm hướng trục
Về mặt lý thuyết, máy bơm chìm hướng trục cũng tồn tại 3 loại tổn thất như đối với
máy bơm hướng trục thông thường.
Ngoài các giá trị tổn thất như ở máy bơm hướng trục thông thường, trong máy bơm
chìm hướng trục còn phải kể đến tổn thất cục bộ do góc loe lớn γloe của bầu bộ phận

hướng dòng (ký hiệu tổn thất này là hγloe).
Trong máy bơm chìm hướng trục, tổn thất thủy lực được xác định bằng công thức
(2.5):
ΔH = Σhw + hγloe
(2.5)
Trong đó: Σhw – Tổng tổn thất thủy lực tính trong bơm hướng trục thông thường (m)
(không tính đến tổn thất do góc loe bộ phận hướng dòng).
ck

tl

3


Mô hình tính toán lý thuyết tổn thất
cột áp cho trường hợp ống mở dần dùng
cho trường hợp của máy bơm chìm hướng
trục có tính gần đúng. Do đó, cần thông
qua mô phỏng số bằng phần mềm chuyên
dụng và bằng thí nghiệm mô hình trên hệ
thống thí nghiệm cho từng trường hợp
tương ứng với các trường hợp tính toán
bằng lý thuyết.

Hình 2.1 Kết cấu phần dẫn dòng máy
bơm chìm hướng trục và máy bơm hướng
trục thông thường
2.4.1. Nghiên cứu nguyên nhân gây tổn thất thủy lực v lý thuyết tính toán tổn
thất thủy lực trong phần loe
Để đánh giá ảnh hưởng của góc loe đến tổn thất thủy lực thường sử dụng các hệ

số sau:
- Hệ số cản toàn phần:

 tp 

2 g  h1
v

(2.55); Δh1 – tổn thất trong phần loe.

2

- Hệ số tổn thất φ trong phần loe, theo Boocda – Kano

 

2 g  h1
(v1  v 2 )

phép xác định hệ số cản của loe ξ với sự phụ thuộc vào độ mở f2/f1 = s,

2

. Giá trị φ cho

 tp   ( 1 

1

)

2

s

2.4.2. Lý thuyết tính toán tổn thất cột áp do ảnh hưởng của góc loe γloe bộ phận
hướng dòng máy bơm chìm hướng trục
Xây dựng sơ đồ tính toán tổn thất thủy lực cho hệ thống dẫn dòng máy bơm chìm
hướng trục có góc loe cánh hướng dòng (γloe) theo hình (2.2).

Hình 2.2 Sơ đồ tính toán tổn thất thủy lực qua hệ thống dẫn dòng máy bơm chìm
hướng trục có góc loe cánh hướng mở dần γloe
(1. Buồng bánh công tác, 2. Bánh công tác, 3. Bộ phận hướng dòng,
Tổn thất thủy lực trong trường hợp bộ phận hướng dòng có góc loe γloe :
h  loe  k  loe .

(V 1  V 2 )

2

(2.6)

2g

Tổn thất cột áp (tổn thất thủy lực) trong máy bơm chìm hướng trục:
 H =  h w + h  loe = k 1 . k 2 . H

tk

 k  loe .

(V 1  V 2 )

2

(2.7)

2g

2.4.3. Hiệu suất thủy lực trong máy bơm chìm hướng trục
Tổn thất thủy lực trong máy bơm chìm hướng trục được xác định theo công thức
(2.8):
 tl 

H

lt

 H
H

lt

1

H
H

4

lt

(2.8)


Biến đổi và thay các giá trị tương ứng đã tính toán vào (2.9) ta có:
 tl  1  k 1 

0,011.



1,22
loe

(V 1  V 2 )

2 gk 2 H

2

(2.9)

tk

2.4.4. Hiệu suất to n phần của máy bơm chìm hướng trục
Hiệu suất toàn phần (sau đây sẽ gọi là hiệu suất máy bơm chìm hướng trục):
 b   ck . ll . tl   ck . ll .( 1  k 1 

0,011.



1,22
loe

(V 1  V 2 )

2 gk 2 H

2

)

(2.10)
Biến đổi theo số vòng quay đặc trưng, ta có mối quan hệ giữa hiệu suất bơm với
góc loe γloe và ns.
Thay (2.10) vào biểu thức (2.9) và biến đổi ta có:
 b   ck . ll . tl   ck . ll .( 1  k 1 

10

-4

.

1,22
loe

(V 1  V 2 )

k2

2

tk

4

3

ns
4

2

n Q tt

)

(2.11)
Từ biểu thức trên, cho phép tính toán sơ bộ ban đầu hiệu suất bơm chìm
hướng trục.
2.5. Ứng dụng kết quả nghiên cứu lý thuyết để t nh toán hiệu suất máy bơm
chìm hướng trục
2.5.1. Tính toán hiệu suất của máy bơm chìm hướng trục do ảnh hưởng của
góc loe bộ phận hướng dòng
Trong phạm vi luận án này, tác giả trình bày tính toán lý thuyết hiệu suất của máy
bơm chìm hướng trục tại điểm thiết kế (áp dụng tương tự đối với các điểm khảo sát
khác nếu cần) có các thông số kỹ thuật ban đầu như sau: Công suất động cơ điện
chìm: N=55kW, số vòng quay: n = 590 v/ph, lưu lượng tính toán: Qtt = 3.300m3/h,

Htk = 3m.
Số vòng quay đặc trưng của máy bơm chìm là: ns = 916.
Theo công thức (2.11), để có thể xác định hiệu suất tính toán lý thuyết, với mỗi
trường hợp góc loe, cần xác định kích thước,kết cấu cụ thể bộ phận hướng dòng của
bơm chìm hướng trục.
Kết quả cho từng trường hợp góc loe được trình bày trên bảng 2.4.
Bảng 2.4.
Kết quả tính
toán lý thuyết
hiệu suất của
máy
bơm
chìm hướng
trục với các
góc loe bộ
phận hướng
dòng
khác
nhau.
Trong đó, các kích thước cơ bản của từng trường hợp góc loe được xác định theo
các hình vẽ về kết cấu được thống kê trong bảng 2.5.

5


Bảng 2.5. Các kích thước
cơ bản của bộ phận hướng
dòng với các trường hợp
góc loe

Từ các số liệu trong
bảng 2.5, xây dựng đường
quan hệ theo tính toán lý
thuyết giữa hiệu suất bơm
và
góc
loe
cánh
hướng dòng.

Hình 2.19. Mối quan hệ giữa ηb = f (γloe ) xác định
theo tính toán lý thuyết
2.5.2. Tính toán hiệu suất máy bơm chìm hướng trục do ảnh hưởng của số
vòng quay đặc trưng trong trường hợp cùng trị số góc loe bộ phận hướng dòng
Trong phạm vi luận án, tác giả trình bày tính toán lý thuyết hiệu suất máy bơm
chìm tại điểm thiết kế với 05 trường hợp số vòng quay đặc trưng thông dụng là: n s =
600, 900, 1.000, 1.200 và 1.400 với các thông số kỹ thuật ban đầu như sau:
a) Trường hợp ns = 600:
d) Trường hợp ns = 1.200:
+ Công suất động cơ điện chìm: + Công suất động cơ điện chìm:
N=55kW,
N=55kW,
+ Số vòng quay: n = 590 v/ph,
+ Số vòng quay:
n = 1450 v/ph,
3
+ Lưu lượng tính toán: Qtt = 2.600m /h, + Lưu lượng tính toán: Qtt = 2.300m3/h,
+ Cột nước thiết kế: Htk = 4,5m
+ Cột nước thiết kế: Htk = 5,0m
b) Trường hợp ns = 900:

e) Trường hợp ns = 1.400:
+ Công suất động cơ điện chìm: + Công suất động cơ điện chìm:
N=55kW,
N=55kW,
+ Số vòng quay: n = 590 v/ph,
+ Số vòng quay:
n = 1450 v/ph,
3
+ Lưu lượng tính toán: Qtt = 3.300m /h,
+ Lưu lượng tính toán: Qtt = 2.400m3/h,
+ Cột nước thiết kế: Htk = 3,0m
+ Cột nước thiết kế:
Htk = 4,5m
c) Trường hợp ns = 1.000:
Xét các trường hợp nêu trên ở cùng
+ Công suất động cơ điện chìm: trị số góc loe bộ phận hướng dòng
6


γloe = 420. Kết quả tính toán được trình
bày trên bảng 2.6.

N=55kW, + Số vòng quay: n = 590 v/ph,
+ Lưu lượng tính toán: Qtt = 3.980m3/h,
+ Cột nước thiết kế: Htk = 2,95m

Bảng 2.6 Kết quả tính toán lý thuyết hiệu suất máy bơm chìm hương trục với các
trường hợp ns khác nhau

Từ kết quả trên bảng 2.3,

tiến hành xây dựng đường
quan hệ lý thuyết giữa hiệu
suất máy bơm chìm và số
vòng
quay
đặc
trưng
(hình 2. 32).

Hình 2.32. Mối quan hệ
giữa ηb = f (ns)
2.6. Kết luận chương 2
Luận án đã giới thiệu phương pháp tính toán các tổn thất trong bơm hướng trục
thông thường, đặc biệt, tổn thất thủy lực trong của bơm. Đã trình bày cơ sở lý thuyết
và phương pháp tính toán tổn thất thủy lực trong trường hợp ống loe mở dần. Trên cơ
sở đó, áp dụng cho nghiên cứu, xác định các loại tổn thất trong máy bơm chìm hướng
trục, có xét ảnh hưởng của thông số kích thước, kết cấu góc loe bộ phận hướng dòng
γloe. Đã đưa ra được công thức lý thuyết chung xác định sự ảnh hưởng của trị số góc
loe của bộ phận hướng dòng γloe và số vòng quay đặc trưng ns đến hiệu suất
máy bơm.

7


Chương 3: Khảo sát, đánh giá sự ảnh hưởng của thông số k ch thước, kết cấu
của bộ phận hướng dòng đến hiệu suất máybơm chìm hướng trục bằng mô
phỏng số
3.1. Tổng quan v chương trình phần m m mô phỏng dòng chảy thủy lực
trong bơm
Hiện nay, công nghệ thông tin phát triển, do đó, có nhiều phần mềm mô phỏng số

ra đời để đáp ứng nhu cầu dự đoán kết quả của dòng chảy thủy lực trong đó có máy
bơm.
Trong phạm vi luận án, để kiểm chứng độ tin cậy của cơ sở lý thuyết nêu trên,
tác giả đã tiến hành khảo sát, phân tích, đánh giá sự ảnh hưởng của các yếu tố góc loe
bộ phận hướng dòng và số vòng quay đặc trưng đến hiệu suất máy bơm chìm hướng
trục bằng phần mềm Pumpal, dựa vào công cụ CFD.
3.2. Khảo sát, đánh giá sự ảnh hưởng của các thông số k ch thước, kết cấu
máy bơm chìm hướng trục
3. 2.1. Mô phỏng dòng chảy trong máy bơm chìm hướng trục bằng phần m m
mô phỏng số với sự ảnh hưởng của số vòng quay đặc trưng đến hiệu suấtcủa bơm
Như đã trình bày trong chương 2, luận án tiến hành mô phỏng 05 số vòng quay
đặc trưng khác nhau: ns = 600, 900, 1.000, 1.200 và 1.400, thông số cụ thể cho từng
trường hợp xem tại 2.5.2. Kết quả mô phỏng trình bày cụ thể như sau:
a) Mô phỏng dòng chảy qua phần dẫn dòng với số vòng quay đặc trưng ns = 600

Hình 3.1. Lựa chọn kết cấu
phần dẫn dòng ns = 600

Hình 3.2. Phân bố trường vận tốc của dòng chảy
(từ tiết diện gốc đến tiết diện biên) trong hệ thống
cánh máy bơm chìm ns =600

Đường cong hiệu suất của
máy bơm chìm hướng trục
được trình bày trên hình 3.3.
Theo kết quả mô phỏng
bằng phần mềm, trong trường
hợp máy bơm có số vòng quay
đặc trưng ns = 600, hiệu suất
máy bơm qua mô phỏng số tại

điểm
thiết
kế
là
3
Qtt = 2.600m /h, Htk = 4,5m là
ηb ≈ 73%.
Hình 3.3. Đường cong hiệu suất máy bơm chìm
có ns = 600

8


b) Mô phỏng dòng chảy qua phần dẫn dòng với số vòng quay đặc trưng ns = 900
Đường cong hiệu suất
của máy bơm chìm hướng
trục được trình bày trên hình
3.4.
Trong trường hợp máy
bơm có ns = 900, kết quả mô
phỏng số cho thấy máy bơm
đạt hiệu suất ηb ≈ 73% tại
điểm
thiết
kế
3
Qtt = 3.300m /h, Htk = 3,3m.

Hình 3.4. Đường cong hiệu suất máy bơm chìm
có ns = 900

c) Mô phỏng dòng chảy qua phần dẫn dòng với số vòng quay đặc trưng
ns = 1.000
Đường cong hiệu suất
của máy bơm chìm hướng
trục được trình bày trên hình
3.5.
Hiệu suất theo mô phỏng
của trường hợp ns = 1.000
đạt hiệu suất ηb,3 ≈ 70% tại
điểm
thiết
kế
3
Qtt
=
3.980m /h,
Htk = 2,95m.

Hình 3.5. Đường cong hiệu suất máy bơm chìm có ns = 900
d) Mô phỏng dòng chảy qua phần dẫn dòng với số vòng quay đặc trưng
ns = 1.200
Đường cong hiệu suất của máy
bơm chìm hướng trục được trình
bày trên hình 3.6.
Kết quả theo mô phỏng bằng
phần mềm cho thấy, hiệu suất của
máy bơm đạt được tại điểm thiết kế
đạt ηb,4 ≈ 57,5%.

Hình 3.6. Đường cong hiệu suất máy bơm chìm

có ns = 1.200

9


e) Mô phỏng dòng chảy qua phần dẫn dòng với số vòng quay đặc trưng
ns = 1.400
Đường cong hiệu
suất của máy bơm chìm
hướng trục được trình
bày trên hình 3.7.
Máy
bơm
chìm
hướng trục có số vòng
quay đặc trưng cao
ns = 1.400, hiệu suất của
máy bơm giảm nhanh
chóng, mô phỏng số
Hình 3.7. Đường cong hiệu suất máy bơm chìm
trường hợp này cho kết
có ns = 1.400
quả ηb,5 =55%.
Kết luận : Kết quả phân tích trên mô phỏng, cho thấy, với giá trị số số vòng quay
đặc trưng vừa và nhỏ ns ≤1.000, thì hiệu suất của bơm không thay đổi nhiểu ở các
bơm hướng trục chìm có số vòng quay đặc trưng khác nhau và hiệu suất đều đạt
ηb>70%. Luận án lựa chọn giá trị phổ dụng ns = 900 để khảo sát các trường hợp
tiếp theo.
3.2.2. Khảo sát đánh giá sự ảnh hưởng của số lá cánh đến hiệu suất máy bơm
chìm hướng trục

Để xem xét sự ảnh hưởng của số lá cánh (lá cánh bánh công tác và cánh hướng
dòng) đến hiệu suất của máy bơm. Luận án sử dụng tổ máy bơm chìm hướng trục có
số vòng quay đặc trưng ns = 900 có các thông số kỹ thuật cụ thể như sau: N = 55kW,
Htk = 3m, Qtt = 3.300m3/h, n = 590v/ph (γloe = 420 = const) để khảo sát.
a) Trường hợp 1: Số lá cánh bánh công tác Z1 = 3, số lá cánh hướng dòng
Z2 =8

Hình 3.8. Kết cấu phần dẫn
dòng Z1 =3, Z2 = 8

Hình 3.9. Phân bố trường vận tốc của dòng chảy (từ
tiết diện gốc đến tiết diện biên) trong hệ thống cánh
máy bơm chìm có Z1 =3, Z2 = 8

10


Đường cong hiệu suất của
máy bơm chìm hướng trục được
trình bày trên hình 3.10.
Với trường hợp này, hiệu
suất thủy lực của máy bơm tại
điểm thiết kế (Qtt = 3.300m3/h,
Htk = 3m), qua mô phỏng số,
hiệu suất đạt ηb ≈ 72,5%.
Hình 3.10. Đường cong hiệu suất máy bơm chìm có
Z1 =3, Z2 = 8
b) Trường hợp 2: Cũng với các thông số của máy bơm như trong trường hợp 1,
nhưng số lá cánh bánh công tác Z1 = 4, số lá cánh hướng dòng Z2 =5.
Đường cong hiệu suất của

máy bơm chìm hướng trục
được trình bày trên
hình
3.11.
Qua mô phỏng số trên
hình 3.11, máy bơm chìm
hướng trục có mẫu cánh với
Z1 = 4; Z2 = 5, hiệu suất đạt
ηb
≈
73%
tại
điểm
3
Qtt = 3.300m /h, Htk = 3,0m.
Hình 3.11. Đường cong hiệu suất máy bơm chìm có
Z1 =4, Z2 = 5
c) Trường hợp 3: Giữa nguyên số lá cánh bánh công tác Z1 = 4, số lá cánh
hướng dòng Z2 =7.
Đường cong hiệu suất
của máy bơm chìm hướng
trục được trình bày trên hình
3.12.
Từ kết quả mô phỏng
bằng phềm mềm chuyên
dụng Pumpal, cho thấy máy
bơm chìm hướng trục có
mẫu cánh với Z1 = 4; Z2 = 7,
hiệu suất đạt ηb ≈ 73,5% tại
điểm Qtt = 3.300m3/h,

Htk = 3,0m (hình 3.12).

Hình 3.12. Đường cong hiệu suất máy bơm chìm
có Z1 =4, Z2 = 7

d) Trường hợp 4: Giữa nguyên số lá cánh bánh công tác Z1 = 4, số lá cánh
hướng dòng Z2 =9

11


Đường cong hiệu suất của
máy bơm chìm hướng trục được
trình bày trên hình 3.13.
Từ kết quả mô phỏng bằng
phềm mềm chuyên dụng
Pumpal, hiệu suất máy bơm qua
mô phỏng số tại điểm thiết kế
Qtt = 3.300m3/h, Htk = 3,3m
đạt ηb ≈ 73%.
e) Trường hợp 5: Giữa nguyên
số lá cánh bánh công tác Z1 = 2,
số lá cánh hướng dòng Z2 = 3.
Đường cong hiệu suất của
máy bơm chìm hướng trục được
trình bày trên hình 3.14.
Hiệu suất máy bơm thông
qua mô phỏng số tại điểm thiết
kế Qtt = 3.300m3/h, Htk = 3,3m
đạt ηb ≈ 65%.

Hình 3.13. Đường cong hiệu suất máy bơm chìm
có Z1 =4, Z2 = 9

Hình 3.14. Đường cong hiệu suất máy bơm chìm
có Z1 =2, Z2 = 3
Kết luận: Thông qua kết quả mô phỏng của 5 trường hợp với số lá cánh khác
nhau, ta thấy, thay đổi số lá cánh không ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất máy bơm
chìm hướng trục. Do đó, trong phạm vi luận án, tác giả lựa chọn số lá cánh Z 1 = 4,
Z2 =5 để nghiên cứu các vấn đề tiếp theo.
3.2.3. Mô phỏng dòng chảy trong máy bơm chìm hướng trục bằng phần
m m mô phỏng số với sự ảnh hưởng của góc loe bộ phận hướng dòng đến đặc tính
năng lượng của bơm
Trong phạm vi luận án, tác giả sử dụng phần mềm Pumpal để mô phỏng dòng
chảy trong máy bơm chìm hướng trục với các trị số góc loe như sau: γ loe,1 = 760;
γloe,2 =600, γloe,3 = 420, γloe,4 = 300 và γloe,5 = 200. Ngoài ra, để đánh giá được sự chênh
lệch hiệu suất bơm giữa máy bơm chìm hướng trục và máy bơm hướng trục thông
thường, luận án mô phỏng cho cả trường hợp góc loe bộ phận hướng dòng bằng 0 độ
(γloe,6 = 00). Kết quả mô phỏng được trình bày cụ thể dưới đây.
a) Trường hợp 1: Dòng chảy qua phần dẫn dòng có góc loe cánh hướng
γloe,1 = 760

12


Hình 3.15. Kết cấu hệ thống cánh máy bơm
chìm có góc loe cánh hướng γloe,1 = 760
Đường cong hiệu suất của máy bơm
chìm hướng trục được trình bày trên hình
3.17.

Hiệu suất máy bơm thông qua mô
phỏng số tại điểm thiết kế trong trường hợp
này đạt trị số ηb,1 ≈ 50%.

Hình 3.16. Phân bố trường vận tốc của
dòng chảy (từ tiết diện gốc đến tiết diện
biên) trong hệ thống cánh máy bơm chìm
góc loe γloe,1 = 760

Hình 3.17. Đường cong hiệu suất máy bơm
chìm có góc loe γloe,1 = 760
b) Trường hợp 2: Dòng chảy qua phần dẫn dòng có góc loe cánh hướng
γloe,2 = 600
Đường cong hiệu suất của máy bơm chìm hướng trục được trình bày trên
hình 3.18.
Hiệu suất bơm trong
trường hợp này đạt trị số
ηb,2 ≈ 62%.

Hình 3.18. Đường cong hiệu
suất máy bơm chìm có góc loe
γloe,2 = 600
c) Trường hợp 3: Dòng chảy qua phần dẫn dòng có góc loe cánh hướng
γloe,3 = 420
Đây cũng chính là trường hợp 2 của phần nghiên cứu đánh giá sự ảnh hưởng của
số lá cánh hướng dòng đến hiệu suất của máy bơm đã được trình bày ở phần trên,
hiệu suất đạt ηb,3 ≈ 73% tại điểm Qtt = 3.300m3/h, Htk = 3,0m.

13

d) Trường hợp 4: Dòng chảy qua phần dẫn dòng có góc loe cánh hướng
γloe,4 = 300
Đường cong hiệu suất của
máy bơm chìm hướng trục được
trình bày trên hình 3.19.
Trong trường hợp này, hiệu
suất máy bơm tăng lên khá nhiều
so với các trường hợp trên, hiệu
suất bơm theo mô phỏng số đạt
ηb,4 ≈ 76%
Hình 3.19. Đường cong hiệu suất máy bơm
chìm có góc loe γloe,4 = 300
e) Trường hợp 5: Dòng chảy qua phần dẫn dòng có góc loe cánh hướng
γloe,5 = 200
Đường cong hiệu suất của máy bơm chìm hướng trục được trình bày trên hình
3.20.
Trong trường hợp này, hiệu
suất máy bơm tăng lên khá
nhiều so với các trường hợp
trên, hiệu suất bơm theo mô
phỏng số đạt ηb,5 ≈ 79%

Hình 3.20. Đường cong hiệu suất máy bơm
chìm có góc loe γloe,5 = 200
f) Trường hợp 6: Dòng chảy qua phần dẫn dòng có góc loe cánh hướng γloe,6 = 00

Hình 3.21. Kết cấu hệ thống cánh máy
bơm chìm có góc loe cánh hướng γloe,5 = 00
Đường cong hiệu suất của máy bơm chìm

hướng trục được trình bày trên hình 3.23.
Trong trường hợp này, hiệu suất máy
bơm tăng lên khá nhiều so với các trường hợp
trên, hiệu suất bơm theo mô phỏng số đạt
ηb,6 ≈ 81%.

14

Hình 3.22. Phân bố trường vận tốc
của dòng chảy (từ tiết diện gốc đến
tiết diện biên) trong hệ thống cánh
có γloe,6 = 00


Giữa kết quả mô phỏng số và
kết quả theo tính toán lý thuyết
cũng như những nhận định về khả
năng ảnh hưởng của góc loe bộ
phận hướng dòng đến hiệu suất
của máy bơm là tương đương.
Điều đó cho phép khẳng định
tính đúng đắn và độ tin cậy của cơ
sở lý thuyết về tính toán hiệu suất Hình 3.23. Đường cong hiệu suất máy bơm chìm
của máy bơm chìm hướng trục
có góc loe γloe,6 = 00
với sự ảnh hưởng của góc loe γloe
Chương IV: Nghiên cứu thực nghiệm mô hình vật lý máy bơm chìm
hướng trục
4.1. Giới thiệu hệ thống thử nghiệm máy bơm của Công ty CP chế tạo bơm
Hải Dương

4.1.1. Các hệ thống thử nghiệm máy bơm hiện có tại Việt Nam
4.1.2. Giới thiệu chung v hệ thống thử nghiệm máy bơm của Công ty CP chế
tạo bơm Hải Dương
Để nghiên cứu thực nghiệm máy bơm chìm hướng trục cần có hệ thống thí
nghiệm máy bơm đáp ứng yêu cầu về độ tin cậy, chính xác, hiện đại và thuận tiện cho
việc theo tác, chỉnh lý số liệu. Với mục tiêu đó, luận án lựa chọn hệ thống thí nghiệm
máy bơm của Công ty CP chế tạo bơm Hải Dương.
4.2. Xác định sai số đo
4.3. Xây dựng quy trình thử nghiệm máy bơm chìm hướng trục
Quy trình
thử
nghiệm
của hệ thống
thí
nghiệm
bơm của Công
ty CP chế tạo
bơm
Hải
Dương
tuân
theo quy trình
thử
nghiệm
bơm
hiện
hành. Sơ đồ
thử
nghiệm
trình bày trên

hình 4.2.
Hình 4.2. Sơ đồ lắp đặt tổng thể hệ thống thử nghiệm máy bơm
chìm hướng trục của Công ty CP chế tạo bơm Hải Dương
4.4. Vấn đề thiết bị đo và hiệu chỉnh số liệu thử nghiệm

15


4.5. Tổng hợp các kết quả thử nghiệm và phân t ch đánh giá kết quả nghiên
cứu thực nghiệm
Do điều kiện thực tế, trong phạm vi luận án, tác giả chỉ lựa chọn một số trường
hợp mô hình bơm để thử nghiệm. Các kết quả thử nghiệm sẽ được hiển thị trên màn
hình hệ thống máy tính chuyên dụng tại phòng điều hành trung tâm (hình 4.3).

Hình 4.3. Hệ thống máy tính tại
phòng điều hành trung tâm hệ thống Hình 4.2. Hệ thống thử nghiệm máy bơm chìm
hướng trục tại Công ty Cp chế tạo bơm
thử nghiệm bơm của Công ty CP
Hải Dương
chế tạo bơm Hải Dương
4.5.1. Thử nghiệm xác định ảnh hưởng của số vòng quay đặc trưng trong máy
bơm chìm hướng trục
4.5.1. Thử nghiệm xác định ảnh hưởng của số vòng quay đặc trưng trong máy
bơm chìm hướng trục
Đề tài lựa chọn 03 mẫu bơm chìm hướng trục có trị số n s = 600, 900 và 1400 để
thử nghiệm.
a) Thử nghiệm máy bơm chìm hướng trục có số vòng quay đặc trưng ns = 600
Kết quả thử nghiệm được trình bày trên bảng 4.1 và hình 4.4.
Bảng 4.1. Các thông số kỹ thuật của máy bơm chìm hướng trục HTCĐ 2.600-4,5.

16


Hình 4.4. Đường đặc tính máy bơm chìm hướng trục (ns = 600, γloe = 420)
Từ kết quả thử nghiệm, với máy bơm chìm có ns = 600 đạt hiệu suất tại điểm thiết
kế là: ηb = 71,34%.
b) Kết quả thử nghiệm máy bơm chìm hướng trục có số vòng quay đặc trưng n s = 900
Bảng 4.2. Các thông số kỹ thuật của máy bơm chìm hướng trục (n s = 900)

Hình 4.5. Đường đặc tính máy bơm chìm hướng trục HTCĐ 3300-3
(ns = 900, γloe = 420)

Hiệu suất bơm đạt được tại điểm thiết kế là: ηb = 74,72%.

17


c) Thử nghiệm máy bơm chìm hướng trục có số vòng quay đặc trưng n s = 1.400
Kết quả thử nghiệm tại phòng thí nghiệm được trình bày trên bảng 4.3 và
hình 4.6.
Bảng 4.3. Các thông số kỹ thuật của máy bơm chìm hướng trục HTCĐ 2.400-4,5

Hình 4.7. Đường đặc tính máy bơm chìm hướng trục
(ns = 1.400, γloe = 420)

Hiệu suất máy bơm tại
điểm tính toán đạt được:
ηb = 55,2%.
Trên cơ sở kết quả tính
toán bằng lý thuyết và kết

quả đo đạc bằng thực
nghiệm, ta xây dựng mối
quan hệ giữa hiệu suất đạt
được tại điểm thiết kế của
máy bơm chìm hướng trục
do ảnh hưởng của số vòng
quay
đặc
trưng
ns:
ηb = f(ns), đồ thị được trình
bày trên hình 4.8.

Hình 4.8. Quan hệ giữa
ηb = f(ns) xác định bằng
thực nghiệm và lý thuyết
4.5.2. Thử nghiệm xác định ảnh hưởng của số lá cánh bánh công tác, cánh
hướng dòng đến hiệu suất máy bơm chìm hướng trục
Đề tài đã lựa chọn 02 mẫu phần dẫn dòng máy bơm chìm hướng trục để thử
18


nghiệm: Mẫu bơm chìm số 1 có số lá cánh bánh công tác Z1 = 4, số lá cánh hướng
dòng Z2 =5 và mẫu bơm số 2 có Z1 = 4, Z2 = 7.
a) Kết quả thí nghiệm mẫu máy bơm chìm hướng trục số 1 có: Z1 = 4, Z2 = 5
Kết quả đo đạc các thông số kỹ thuật thử nghiệm cho trường hợp này cũng chính
là trường hợp máy bơm chìm hướng trục có ns = 900. Hiệu suất đạt được:
ηb = 73,05%.
b) Kết quả thí nghiệm mẫu máy bơm chìm hướng trục số 2 có: Z1 = 4, Z2 = 7
Kết quả đo đạc các thông số kỹ thuật thử nghiệm được trình bày trên bảng 4.4 và

đường đặc tính trên hình 4.10.
Bảng 4.4 Các
thông số kỹ thuật
của máy bơm
chìm hướng trục
HTCĐ3.300-3
có Z1 =4, Z2 = 7.

Như vậy, hiệu suất bơm
đạt được trong trường hợp này
là: ηb = 71,374%.

Hình 4.9. Đường đặc tính máy bơm chìm hướng trục
( Z1 = 4; Z2 = 7, ns = 900, γloe = 420)
4.5.2. Thử nghiệm xác định ảnh hưởng của góc loe γloe bộ phận hướng dòng
máy bơm chìm hướng trục
Luận án lựa chọn mẫu
Bảng 4.5. Các thông số kỹ thuật của máy bơm chìm
bơm có Z1 = 4, Z2 = 5 để hướng trục tại góc γloe = 760
thử nghiệm các trường
hợp góc loe cánh hướng
dòng khác nhau. Cụ thể,
trong phạm vi luận án
nghiên cứu 04 trị số góc
loe như sau:

19


a) Thử nghiệm máy

bơm chìm hướng trục có
góc loe cánh hướng dòng
γloe = 760
Kết quả được trình bày
trên bảng 4.5 và hình 4.10.
Từ kết quả đo đạc, ta
có, tại điểm thiết kế, máy
bơm chìm HTCĐ3.300-3
đạt hiệu suất:
ηb = 57,23%.

Hình 4.10. Đường đặc tính máy bơm chìm hướng trục
(γloe = 760, ns =900)
b) Kết quả thử nghiệm máy bơm chìm hướng trục có góc loe cánh hướng dòng
γloe = 600
Kết quả được trình bày trên bảng 4.6 và hình 4.11
Bảng 4.6. Các thông số kỹ thuật của máy bơm chìm hướng trục HTCĐ 3.300-3
có góc loe cánh hướng dòng γloe = 600

Hình 4.11. Đường đặc
tính máy bơm chìm hướng
trục
HTCĐ3.300-3
0
(γloe = 60 , ns =900)
c) Thử nghiệm máy bơm chìm hướng trục có góc loe cánh hướng dòng γloe = 420
Kết quả đo đạc các thông số kỹ thuật thử nghiệm ứng với trường hợp máy bơm
chìm hướng trục có ns = 900 được trình bày trên bảng 4.2 và đường đặc tính trên
hình 4.5. Hiệu suất bơm đạt được là: ηb = 74,72%.
20

d) Kết quả thử nghiệm máy Bảng 4.7. Các thông số kỹ thuật của máy bơm chìm
bơm hướng trục có góc loe hướng trục HTĐ 3.300-3
cánh hướng dòng γloe = 00
Kết quả được trình bày
trên bảng 4.7 và hình 4.12
Máy bơm chìm hướng
trục đứng HTĐ3.300-3
(góc γloe = 00) đây là trường
hợp đặc biệt của máy bơm
chìm hướng trục, trùng với
kết cấu của máy bơm
hướng trục thông thường,
hiệu suất của máy bơm đạt
được: ηb = 77,23%.
T m lại:
So với kết quả tính toán
lý thuyết và mô phỏng nêu
trên, ta nhận thấy kết quả
đạt được từ thực nghiệm có
sự sai khác không nhiều.
Từ kết quả tính toán
bằng lý thuyết và kết quả
đo đạc bằng thực nghiệm,
ta xây dựng mối quan hệ

Hình 4.12. Đường đặc tính máy bơm hướng trục đứng
HTĐ3.300-3 (γloe = 00, ns =900)

giữa hiệu suất đạt được tại điểm thiết kế của máy bơm chìm hướng trục do ảnh hưởng
của số vòng quay đặc trưng ns. Mối quan hệ này được trình bày trên hình 4.13.
4.6. Kết luận chương 4
Trong chương 4, luận án đã tổng
hợp kết quả thử nghiệm một số mô
hình vật lý trên hệ thống thí
nghiệm máy bơm của Công ty CP
chế tạo bơm Hải Dương.
So sánh kết quả đo đạc thu được
từ quá trình thử nghiệm cho thấy
rằng, giữa kết quả lý thuyết và kết
quả thực nghiệm không có sự sai
khác nhiều. Điều đó cho thấy rằng,
lý thuyết đưa ra của luận án là
hoàn toàn đúng đắn và chính xác.

Hình 4.13. Tổng hợp quan hệ giữa
ηb = f(γloe) xác định bằng thực nghiệm và lý
thuyết

4.7. Kết quả và bàn luận
+ Đề tài đã thử nghiệm các phương án góc loe bộ phận hướng dòng máy bơm
chìm hướng trục với các trị số γloe = 00 (trường hợp ứng với máy bơm hướng trục
21


thông thường) và các trị số γloe, = 200 , 300, 420, 600 và 760 (ứng với máy bơm chìm
hướng trục). Máy bơm nêu trên được thử nghiệm với số vòng quay đặc trưng thông
dụng (ns = 900) và số lá cánh bánh công tác(Z1 = 4), số cánh hướng dòng đặc trưng,
(Z2 = 5). Kết quả thử nghiệm đạt được đã khẳng định, trong cùng điều kiện như nhau,

máy bơm hướng trục thông thường có hiệu suất cao hơn so với các bơm chìm hướng
trục. Nên thiết kế bộ phận hướng dòng bơm chìm hướng trục với góc loe
γloe,max = 600.
+ Luận án đã thực hiện một cách nghiêm túc và tuân thủ đúng trình tự từ nghiên
cứu lý thuyết đến thực nghiệm mô hình. Thông qua cơ sở lý thuyết để tìm hiểu bản
chất vật lý của tình hình dòng chảy trong hệ thống dẫn dòng máy bơm chìm hướng
trục và sử dụng thực nghiệm để kiểm chứng độ chính xác của kết quả lý có được. Kết
quả đạt được giữa lý thuyết, mô phỏng và thực nghiệm có sự chênh lệch không nhiều,
điều đó chứng tỏ, phương pháp nghiên cứu của luận án là phù hợp và chính xác.
Kết luận và kiến nghị
a) Kết luận chung
+ Những kết quả chính đã đạt được
1. Đề tài đã tổng hợp được tình hình nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và
sử dụng các máy bơm chìm nói chung và bơm chìm hướng trục nói riêng trên thế giới
và ở Việt nam. Trên cơ sở đó, xác định được sự cần thiết phải nghiên cứu vấn đề
luận án đề xuất với phạm vi, đối tượng, mục tiêu và phương pháp nghiên cứu cụ thể.
2. Đã thu thập, phân tích các tài liệu kỹ thuật cần thiết , giới thiệu cơ sở lý thuyết
tính toán các profin cánh bánh công tác, cánh hướng dòng cũng như cách xác định
các tổn thất, hiệu suất với sự ảnh hưởng của trị số góc loe bộ phận hướng dòng, số
vòng quay đặc trưng của bơm hướng trục thông thường và đề xuất ứng dụng cho
máy bơm chìm hướng trục .
3. Sử dụng phần mềm mô phỏng thủy lực chuyên dụng (Pumpal của hãng Concept
Nrec – Mỹ) đã nghiên cứu, đánh giá được sự ảnh hưởng của thông số kích thước góc
loe bộ phận hướng dòng, số vòng quay đặc trưng và số lá cánh hướng dòng đến hiệu
suất máy bơm chìm hướng trục.
4. Đã xây dựng được quy trình thử nghiệm mô hình vật lý máy bơm chìm hướng
trục trên hệ thống thử nghiệm máy bơm trong phòng thí nghiệm,tiến hành thử nghiệm
một số mô hình vật lý, đo đạc các thông số kỹ thuật và xây dựng được các đường
cong quan hệ với đường đặc tính năng lượng của máy bơm chìm hướng trục.
5. Đã đánh giá được sự ảnh hưởng của kích thước và kết cấu bộ phận hướng dòng

trong máy bơm chìm hướng trục và ảnh hưởng của số vòng quay đặc trưng n s tới hiệu
suất của bơm.
6. Xác định được các trị số góc loe của bộ phận hướng dòng và số vòng quay đặc
trưng nên lựa chọn đối với bơm chìm hướng trục, làm cơ sở cho việc tính toán, thiết
22