Thiết kế cấp nước cho nồi hơi

Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

LỜI NÓI ĐẦU
Ngành điện nước ta đang trên đà phát triển, bên cạnh thủy điện thì nhiệt điện
cũng góp phần không nhỏ hòa vào mạng lưới điện quốc gia. Mặc dù rất phát triển
nhưng nguồn cung vẫn chưa đáp ứng nhu cầu dùng điện trong nước ngày càng tăng
và rất khó đáp ứng đủ, đòi hỏi ngành điện phải phát triển hơn nữa. Do đó nhiệm vụ
phát triển các nhà máy nhiệt điện là rất bức thiết. Hơn nữa ngày nay một số nhà
máy như nhà máy luyện thép, nhà máy xi măng, nhà máy gốm….đã biết sử dụng
nguồn nhiệt dư thừa ở các lò cao cho việc đun nóng lò hơi làm quay tuốc bin chạy
máy phát điện, cho nên ngành công nghiệp lò hơi trong tương lai sẽ không ngừng
phát triển.
Trước yêu cầu thực tế đòi hỏi nhà nước chú trọng phát triển thêm ngành công
nghiệp nhiệt điện, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng, hòa nhịp cùng với tốc độ phát triển
của sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Đáp ứng nhu cầu về điện
năng phục vụ công nghiệp, đời sống sinh hoạt xã hội. Để phục vụ cho nhu cầu khai
thác năng lượng nhiệt điện của các nhà máy nhiệt điện người ta sản xuất các loại lò
hơi lớn nhỏ khác nhau. Song song với việc chế tạo nồi hơi thì việc chế tạo các thiết
bị lò hơi như: thiết bị cấp nước, thiêt bị vận chuyển, thiết bị khử khí, bình ngưng,
đường ống, các loại van…cũng được quan tâm.
Bơm cấp nước cho lò hơi là một trong các thiết bị cấu thành một lò hơi của nhà
máy nhiệt điện, là thiết bị cần được quan tâm nghiên cứu và phát triển. Trong đó
bơm ly tâm được sử dụng rộng rãi và có nhiều ưu điểm vượt trội.
Với ý nghĩa đó thì đề tài “thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi” là một đề tài rất
thiết thực. Với sự cố gắng của bản thân, tích cực tìm hiểu đến nay em đã hoàn thành
đề tài.
Do đề tài còn mới, chưa chế tạo tại Việt Nam, kiến thức và kinh nghiệm thực tế
còn hạn chế và điều kiện thời gian không cho phép, nên quá trình thực hiện đề tài
không tránh khỏi những sai sót. Kính mong quý thầy cô góp ý để đề tài được hoàn
thiện.
Cuối cùng em xin gữi đến thầy giáo hướng dẫn, và các thầy cô trong bộ môn sự

biết ơn chân thành.
Đà Nẵng, Ngày 29 tháng 05 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Lam

1


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………..1
1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI……………………..……...……........………………5
1.1. Giới thiệu chung về đề tài……………………..………………………………..5
1.2. Khái niệm về bơm ly tâm……………………..………………………..……….6
1.3. Lịch sử phát triển của bơm ly tâm…………….………………….………….….7
1.4. Mục đích, ý nghĩa kinh tế kỹ thuật của đề tài….……………….………………9
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA BƠM LY TÂM……..…………………….……….10
2.1. Phạm vi sử dụng bơm ly tâm……….………………………….……….……..10
2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm ly tâm………………..……………...12
2.2.1. Cấu tạo………………………………………………………………………12
2.2.2. Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm………………………………………...14
2.3. Chuyển động của chất lỏng trong bánh công tác…...…………………………15
2.3.1. Tam giác vận tốc tại lối vào và lối ra của bánh công tác…………………..17
2.3.2. Cột áp trong bơm……………………………………...…………………….17
2.4. Các thông số cơ bản của bơm…………………………..……………………..19
2.4.1. Lưu lượng trong bơm ly tâm……………………………..………………….19
2.4.2. Cột chất lỏng của bơm…………………………………...………………….20
2.4.3. Công suất của bơm……………………………………….………………….20

3. TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG BƠM………………………….20
3.1. Công suất của bơm………………………………………….…………………20
3.1.1. Công suất thủy lực của bơm…….…………………………………………20
3.1.2. Công suất làm việc trên trục của bơm……...………………………………..21
3.2. Chọn sơ bộ động cơ kéo bơm………………...……………………………….21
3.3. Tính chọn số cấp bơm ly tâm………………….………………………………23
4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÁNH CÔNG TÁC BƠM LY TÂM…..……………28
4.1. Lý thuyết tính toán bánh công tác……………………………………………..28
4.1.1. Đồ vận tốc……………………………………………………...……………28
4.1.2. Ảnh hưởng của các thông số hình học cơ bản đến đặc tính kỹ thuật bơm.30
4.2. Tính toán bánh công tác…………………………………………………….…34
4.2.1. Xác định đường kính trục và bầu………………………………………….34
4.2.2. Xác định kích thước mép vào bánh công tác………………………………..35
4.2.2.1. Xác định đường kính mép vào bánh công tác D o………………………….35
4.2.2.2. Xác định đường kính trung bình mép vào bánh công tác D 1…………….35

2


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

4.2.3. Xác định kích thước ra khỏi bánh công tác………………………………….36
4.3. Thiết kế hình dạng rãnh bánh công tác ở tiết diện kinh tuyến……………….37
4.4. Xác định số cánh của bánh công tác và ảnh hưởng đến số cánh hữu hạn……..39
4.5. Dựng đồ vận tốc…………………………………………………………….…40
4.5.1. Đồ vận tốc khi dòng chảy vào bánh công tác…………………………..…...40
4.5.2. Đồ vận tốc khi dòng chảy ra khỏi bánh công tác………………………..…..41
4.6. Thiết kế hình dạng cánh của bánh công tác………………………………..…42
5. TÍNH TOÁN PHẦN DẪN DÒNG CỦA BƠM……………………………….48
5.1. Các bộ phận phần dẫn dòng của vỏ…………………………………………48

5.1.1. Yêu cầu rãnh thoát dòng………………………………………………….48
5.1.2. Chọn rãnh thoát dòng………………………………………………………..49
5.2. Thiết kế ống tháo kiểu cánh…………………………………….……………..49
5.2.1. Cơ sở lý thuyết………………………………………………………………49
5.2.2. Tính toán thiết kế ống tháo cánh…………………………………...………53
5.3. Rãnh dẫn dòng………………………………………………………………57
6. TÍNH TOÁN LỰC TÁC DỤNG LÊN BÁNH CÔNG TÁC……………………57
6.1. Tính toán lực hướng trục………………………………………………………58
6.1.1. Lý thuyết về lực hướng trục…………………………………………………58
6.1.2. Tính toán lực hướng trục……………………………………………….……60
6.1.2.1. Tính lực hướng trục hướng phía bên trái bánh công tác…………………60
6.1.2.2. Tính lực hướng trục hướng phía bên phải bánh công tác………………….61
6.2. Lực khối lượng...................................................................................................61
6.3. Lực quán tính.....................................................................................................63
6.4. Cân bằng lực dọc trục........................................................................................64
6.4.1. Cân bằng lực dọc trục bằng đĩa cân băng thủy lực.........................................64
7. HIỆN TƯỢNG KHÍ THỰC VÀ CÁCH KHẮC PHỤC.......................................69
7.1.1. Hiện tượng khí thực........................................................................................69
7.1.2. Các biện pháp khắc phục hiện tượng khí thực................................................70
8. TÍNH TOÁN BỀN CÁC CHI TIẾT....................................................................71
8.1. Tính trục.............................................................................................................71
8.1.1. Tính gần đúng trục..........................................................................................71
8.1.2. Biểu đồ mômen tác dụng lên trục...................................................................76
8.1.3. Tính bền trục..................................................................................................81
8.2. Tính bền then.....................................................................................................83
8.3. Tính chọn ổ trượt................................................................................................84
8.3.1 Ưu nhược điểm của ổ trượt so với ổ lăn..........................................................84
3

Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

8.3.2. Chọn ổ trượt...................................................................................................85
8.3.3. Vấn đề bôi trơn ổ trượt....................................................................................86
8.3.4. Chọn kiểu lắp và cấu tạo chỗ lắp ổ.................................................................87
8.4. Khớp nối trục.....................................................................................................87
8.5. Vòng làm kín, vòng bảo vệ...............................................................................89
8.6. Đệm chống thấm................................................................................................90
9. TÍNH TOÁN NHIỆT TRONG BƠM...................................................................92
9.1. Tính nhiệt của nước làm mát..............................................................................93
9.2. Lưu lượng của nước làm mát.............................................................................95
10. NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI VẬN HÀNH BƠM LY TÂM...............96
10.1. Lắp đặt máy bơm.............................................................................................96
10.1.1. Công tác chuẩn bị..........................................................................................96
10.1.2. Công tác kiểm tra..........................................................................................96
10.1.3. Công tác lắp máy bơm..................................................................................96
10.2. Khởi động bơm ly tâm.....................................................................................98
10.2.1. Mômen khởi động.........................................................................................98
10.3. Vận hành bơm..................................................................................................99
10.3.1.Vận hành bình thường....................................................................................99
10.3.2. Vận hành khi có sự cố...................................................................................99
10.4. Điều chỉnh quá trình làm việc của bơm........................................................100
11. MỘT SỐ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC.........................101
11.1. Đóng cầu dao hay phích cắm điện mà máy không chạy................................102
11.2. Nước không lên khi khởi động máy bơm......................................................102
11.3. Lưu lượng bơm giảm mạnh............................................................................102
11.4. Cột nước giảm mạnh......................................................................................103
11.5. Động cơ quá tải khi khởi động.......................................................................103
11.6. Động cơ quá nóng..........................................................................................103
11.7. Bơm bị rung động mạnh................................................................................104

11.8. Xâm thực bánh công tác hoặc vòng mòn.......................................................104
12. KẾT LUẬN.......................................................................................................105
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................106

4


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1. Giới thiệu chung về đề tài
Nồi hơi là thiết bị chính để sản xuất ra hơi nước phục vụ công nghiệp và nhiều
lĩnh vực của đời sống xã hội:
+ Trong các khách sạn, nhà hàng, bệnh viện, hơi nước được dùng để phục vụ
cho việc giặt là, sấy, tắm hơi…..;
+ Trong các nhà máy, xí nghiệp thuộc ngành công nghiệp thực phẩm (sản xuất
đường, rượu bia, chế biến thực phẩm…);
+ Trong ngành công nghiệp nhẹ như các nhà máy, xí nghiệp dệt, giấy, cao su…
hơi nước được dùng cung cấp cho các quá trình công nghệ như đun sôi, chưng cất,
cô đặc, sấy...;
+ Trong các nhà máy nhiệt điện, hơi nước được sản xuất để cung cấp cho tuốc
bin hơi, làm quay tuốc bin kéo máy phát điện, sản xuất điện năng.
Để hiểu rõ hơn về đề tài ta tìm hiểu sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống lò
hơi trong nhà máy nhiệt điện (hình 1.1)
2

1

3

7
4
5
6

Hình 1-1. Sơ đồ nguyên lý của lò hơi
1- Nồi hơi; 2- Tuốc bin hơi nước; 3- Bơm nước ngưng; 4- Bơm tuần hoàn; 5- Bể
chứa khử khí; 6- Bơm cấp nước; 7- Bình gia nhiệt cao áp
Nguyên lý làm việc của lò hơi
Nước trong nồi hơi được đun nóng đến sôi, lúc đó nước biến thành hơi bảo hòa
và hơi quá nhiệt. Hơi nước được truyền đến tuốc bin hơi làm cho bánh công tác của

5


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

tuốc bin quay truyền cơ năng đến máy công tác như: máy phát điện, máy bơm…
Hơi nước sau khi đi qua tuốc bin đến bình ngưng tụ, tại đây hơi nước được làm
lạnh ngưng tụ thành nước. Nước trong bình ngưng tụ được bơm ngưng tụ chuyển ra
ngoài và qua bơm tuần hoàn chuyển về bể chứa khử khí. Tại bể chứa khử khí nước
được bơm cấp chuyển lên cấp cho nồi hơi tiếp tục chu kỳ mới.
Trước khi vào nồi hơi tiếp tục chu kì mới thì nước được cho đi qua bình gia
nhiệt cao áp để gia nhiệt cho nước trước khi vào bao hơi tránh hiện tượng ứng suất
nhiệt do sự thay đổi nhiệt độ đột ngột trong nồi hơi.
Với đề tài “thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi” (thiết bị số 6 trên hình 1-1). Đây
là một thiết bị quan trọng trong tổng các thiết bị cấu thành lò hơi. Điểm nổi bật của
bơm này là làm việc trong môi trường áp suất nước rất cao và nhiệt độ tương đối
lớn, nhiệt độ của nước tương đối cao nên trong nước có cả pha khí do đó bể hút
được đặt cao hơn bơm. Trong quá trình thiết kế loại bơm này ngoài việc tính toán

thiết kế tìm ra các thông số cơ bản của bơm thì còn tính bền nhiệt và chọn các chi
tiết của bơm sao cho làm việc trong môi trường nước có nhiệt độ cao mà không bị
hư hỏng và an toàn không bị quá tải trong quá trình hoạt động.
Bơm cấp nước cho nồi hơi thường lưu lượng tương đối lớn, cột áp rất cao nên ta
chọn bơm ly tâm làm loại bơm thiết kế. Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu về bơm ly tâm

1.2. Khái niệm về bơm ly tâm
Bơm ly tâm cũng như bơm hướng chéo, hướng trục, bơm xoáy đều thuộc loại
bơm cánh. Các loại bơm này thuộc nhóm máy năng lượng dùng để biến đổi cơ năng
từ động cơ thành cơ năng của dòng chất lỏng.
Bơm ly tâm thuộc loại bơm có cánh dẫn, bơm được thiết kế và chế tạo dựa trên
nguyên lý ly tâm. Bơm ly tâm được sử dụng rất phổ biến.
Trong bơm ly tâm chiều dòng nước chảy vào bánh công tác theo phương hướng
trục (dọc trục) còn chảy ra khỏi bánh công tác theo phương hướng ra khỏi tâm bánh
công tác (ly tâm) như (hình 1-2)

6


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

r2

b1

D0

r1
db

dt

Hình 1-2. Sơ đồ kích thước và chiều dòng chảy
trong bánh công tác bơm ly tâm
Thời gian qua do sự phát triển của khoa học kỹ thuật, bơm ly tâm được sản xuất
với số lượng lớn, phong phú về mẫu mã và chủng loại. Phương hướng cơ bản của
việc chế tạo bơm ly tâm hiện nay nhằm đáp ứng với sự phát triển của khoa học kỹ
thuật là nâng cao các chỉ số kinh tế kỹ thuật của bơm hiện có, tăng công suất của
bơm và tạo ra những kiểu bơm mới tương ứng với sự phát triển của ngành kỹ thuật
có liên quan. Việc nâng cao kinh tế vận hành của tổ máy bơm đòi hỏi phải tăng hiệu
suất của bản thân bơm, hoàn thiện hệ thống điều chỉnh và tự động hoá các tổ máy
bơm. Hạ thấp các chi phí cơ bản về chế tạo máy bơm và các công trình của trạm
bơm, tốt nhất bằng cách tăng số vòng quay của tổ máy bơm khi vẫn giữ nguyên
hoặc giảm bớt các kích thước xây dựng của tổ máy bơm. Tăng thời gian làm việc
liên tục của bơm không cần phải sửa chữa hay đại tu.

1.3. Lịch sử phát triển của bơm ly tâm
Từ thời xa xưa, do điều kiện sản xuất và đời sống đòi hỏi, con người đã biết
dùng những công cụ thô sơ như cọng quay, xe đạp nước, gầu múc…vv...để đưa
nước lên các thữa ruộng có độ cao chênh lệch. Những công cụ này vận chuyển chất
lỏng dưới áp suất khí quyển. Sau đó người ta đã biết dùng những pittông đơn giản
như ống thụt làm bằng tre, gỗ để chuyển nước dưới áp suất dư…các máy bơm nước
thô sơ hoạt động dưới tác động của sức người và sức kéo động vật do vậy năng suất
bơm không cao, hiệu suất thấp.
Vào thế kỷ thứ nhất, thứ hai trước công nguyên, người Hy Lạp đã sáng chế ra

7


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

píttông bằng gỗ. Đến thế kỷ thứ 15 nhà bác học người Ý D.Franxi đưa ra những
khái niệm về bơm ly tâm đầu tiên. Tuy nhiên do chưa có những động cơ có số vòng
quay lớn kéo máy bơm, nên năng lực bơm nhỏ, do vậy loại bơm ly tâm vẫn chưa
được phát triển, lúc bấy giờ bơm rôto chiếm ưu thế trong các loại bơm.
Đến thế kỷ 18 hai viện sỹ người Nga là Euler đã đề xuất ra những vấn đề lý luận
có liên quan đến máy thủy lực và Zucôpsky đã đề xuất lý luận về cơ học chất lỏng,
kể từ đó việc nghiên cứu và chế tạo máy bơm mới có cơ sở vững chắc. Thời kỳ này
máy hơi nước ra đời tăng thêm khả năng kéo máy bơm. Đầu thế kỷ 20, các động cơ
có số vòng quay nhanh ra đời thì máy bơm ly tâm càng được phổ biến rộng rãi và
có hiệu suất cao, năng lực bơm lớn.
Ngày nay máy bơm được dùng rất rộng rãi trong đời sống và các ngành kinh tế
quốc dân. Trong công nghiệp, máy bơm được dùng để cung cấp nước cho các lò
cao, hầm mỏ, nhà máy…bơm dầu trong công nghiệp khai thác dầu mỏ… trong công
nghệ chế tạo máy bay, trong nhà máy điện nguyên tử…đều dùng may bơm ly tâm.
Trong nông nghiệp, máy bơm dùng để bơm nước tưới và tiêu úng. Trong đời sống
máy bơm dùng để cấp nước sạch cho nhu cầu ăn uống của con người, gia súc…
Hiện nay đã ra đời những máy bơm ly tâm rất hiện đại, có khả năng bơm hàng
vạn m³ chất lỏng trong một giờ và công suất động cơ tiêu thụ hàng nghìn kw. Ở Nga
đã chế tạo được những máy bơm có lưu lượng 40m³/s, công suất động cơ 14300 kw
và đã có dự án chế tạo động cơ điện kéo máy bơm với công suất 200000 kw.
Ở nước ta, từ thời Pháp thuộc đã xây dựng một số trạm bơm tưới nhỏ, lớn nhất
là trạm bơm ở Sơn La có năng suất 38000m³/h, lưu lượng mỗi máy bơm 3m³/s. Sau
ngày miền bắc giải phóng hàng loạt trạm bơm lớn nhỏ đã được xây dựng, trong đó
các trạm bơm chủ yếu phục vụ cho tưới tiêu. Chúng ta đã xây dựng được những
trạm bơm lớn có năng suất từ 65000 ÷ 209000m³/h như Trịnh Xá, Linh Cảm, Cổ
Đạm, Cốc Thành, Hữu Bị…. lưu lượng mỗi máy bơm đã lắp đặt đạt đến 8,3m³/s.
Chúng ta có một số nhà máy chế tạo bơm như: công ty chế tạo bơm Hải Dương,
công ty cơ khí điện thủy lợi, nhà máy cơ khí duyên hải…sản xuất bơm phục vụ cho
đất nước.

Trong sự nghiệp xây dựng đất nước phồn vinh, việc chế tạo các máy bơm mới
và xây dựng các trạm bơm ở nước ta sẽ ngày càng thu được những thành tựu to lớn
hơn.

8


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

1.4. Mục đích, ý nghĩa kinh tế kỹ thuật của đề tài
Nền kinh tế nước ta hiện nay nói chung, và các ngành công nghiệp nói riêng đã
và đang phát triễn nhanh chóng, có những bước tiến vượt bậc. Đồng thời với sự
phát triễn kinh tế, bên cạnh sử dụng năng lượng ngày càng tăng cao, trong tự nhiên
có nhiều nguồn năng lượng phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt như gió, năng lượng
mặt trời và năng lượng thủy điện…Bên cạnh đó để bổ sung vào nguồn năng lượng
thêm dồi dào thì năng lượng nhiệt điện đã góp phần đa dạng hóa nguồn năng lượng
của đất nước góp phần vào công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa, đổi mới đất
nước. Đất nước ta đang trong thời kỳ phát triển cho nên các ngành công nghiệp dần
dần chiếm tỷ trọng cao, do đó đòi hỏi phát triển các nhà máy nhiệt điện là nhu cầu
bức thiết, là nhiệm vụ chiến lược.
Lò hơi trong nhà máy nhiệt điện là tổ hợp các thiết bị cấu thành, là tổ máy biến
nhiệt năng thành cơ năng làm quay tuốc bin dẫn động máy phát điên và các máy
công cụ khác. Một trong những thiết bị quan trọng là bơm cấp nước, làm nhiệm vụ
vận chuyển nước trong hệ thống khép kín cho nên bơm cấp nước được ví như là
“trái tim” trong nhà máy nhiệt điện. Do đó việc tính toán thiết kế bơm là một nhiệm
vụ quan trọng, là mục đích của đề tài.
Mục đích của của đề tài “thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi” là sau khi tìm hiểu
nghiên cứu kết hợp với những kiến thức đã học của các bộ môn khác sinh viên có
thể thực hiện được các công việc sau:
+ Tiến hành tính toán, lựa chọn các thông số hoạt động và cấu tạo cơ bản của

bơm cấp nước (bơm ly tâm) phù hợp với điều kiện làm việc cho trước của bơm, cấp
nước cho nồi hơi;
+ Xác định hình dạng và kích thước ngoài của bơm, ngoài ra hiểu được các
khái niệm cơ bản về bơm, các chi tiết, nhiệm vụ của từng chi tiết;
+ Xây dựng đặc tính, phân tích ưu nhược điểm của bơm;
+ Xác định tính khả thi thực tế của đề tài (có thể đưa vào sản xuất);
+ Củng cố tính độc lập và khả năng rèn luyện, phát huy tài năng của sinh
viên;
Nguồn năng lượng thiên nhiên rất dồi dào: than đá, thủy năng, dầu mỏ, năng
lượng nguyên tử, năng lượng gió...Tuy nhiên trong công cuộc công nghiệp hóa ở
nước ta nhiệt năng cũng có những mặt tích cực:
+ Nguồn nguyên liệu có sẵn và vô tận: than đá, chất đốt, nhiệt lượng từ các
nhà máy và năng lượng mặt trời;
9


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

+ Không phụ thuộc vào các nguồn thủy năng như ở thủy điện;
+ Khả năng tự động hóa nhà máy cao;
+ Nhà máy nhiệt điện bố trí gần các khu công nghiệp nên đường dây truyền
tải điện năng không dài như thủy điện.
Bên cạch sự phát triển rầm rộ của các loại bơm, thì bơm cấp nước cho nồi hơi
lại đặt ra những yêu cầu khắt khe về kỹ thuật cũng như vận hành. Yêu cầu kỹ thuật
và thông số hoạt động được nâng lên một tầm cao mới. Loại bơm này hiện nay ở
Việt Nam chưa chế tạo mà chỉ nhập khẩu từ nước ngoài nên việc nghiên cứu tính
toán thiết kế nó là rất cần thiết và đóng vai trò quan trọng trong ngành chế tạo máy
nói chung và máy thủy lực nói riêng.
Thiết bị chính để sản xuất hơi nước là nồi hơi. Để cung cấp nước cho nồi hơi ta
phải sử dụng bơm cấp nước. Bơm cấp nước cho nồi hơi làm việc trong điều kiện

nhiệt độ và áp suất nước rất cao.
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA BƠM LY TÂM

2.1. Phạm vi sử dụng bơm ly tâm
Như ta đã biết bơm được sử dụng rất rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân.
* Trong công nghiệp: Bơm được sử dụng trong tất cả các nhà máy, các cơ sở sản
xuất. Trong các nhà máy nhiệt điện hay ở trên các tàu thuỷ bơm chiếm vị trí quan
trọng trong việc cân bằng năng lượng. Trong ngành công nghiệp chế tạo máy bơm
được sử dụng phổ biến: nó là một trong các bộ phận chủ yếu của hệ thống điều
khiển và truyền động thuỷ lực trong máy. Bơm có một ý nghĩa lớn trong công
nghiệp hoá chất, chế biến dầu mỏ và ở hệ thống chuyển tải các sản phẩm của dầu
mỏ đi xa. Đặc biệt ở những tổ máy bơm cực lớn ở các hệ thống tích thuỷ năng và
phục vụ ở các kênh đào. Bơm được sử dụng rộng rãi trong việc chuyển tải thuỷ lực:
máy hút bùn, chuyển tải than đá, bột giấy,…Bơm cũng được sử dụng như là một
thiết bị phụ để cấp dầu bôi trơn các máy và để cấp nhiên liệu lỏng.
* Trong nông nghiệp: Bơm là thiết bị không thể thiếu trong việc thuỷ lợi hoá và
cơ khí hoá chăn nuôi, trồng trọt.
* Trong sinh hoạt hằng ngày: Bơm được sử dụng trong việc cung cấp nước sạch
cho các thành phố cũng như cung cấp nước sạch từ các giếng ở nông thôn và miền
núi.
Trên hình 2-1 là biểu đồ phân bố phạm vi sử dụng của các loại bơm hướng trục,
bơm ly tâm và bơm píttông. Từ biểu đồ ta thấy bơm ly tâm là loại bơm được sử
dụng rộng rãi hơn các loại bơm khác vì nó tạo ra lưu lượng và cột áp trong phạm vi
10


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

tương đối rộng.

Hình 2-1. Phạm vi sử dụng của các loại bơm thông dùng.

200

50

8

300

D

E

70

200

B

CỘT NƯỚC (m)

80

60
40

C

A HOẶC B

20
15
0,35

25
1

A
3

8

50 80
200
LÆU LÆÅÜNG (m3/ph)

Hình 2-2. Sơ đồ tổng hợp lựa chọn bơm ly tâm
A- Bơm trục ngang một cấp hút một phía; B- Bơm trục ngang nhiều cấp hút một
phía; C- Bơm trục ngang một cấp hút hai phía hoặc bơ trục đứng; D- Bơm trục
ngang nhiều cấp hút hai phái; E- Bơm trục ngang nhiều cấp hút một phía
Dựa vào sơ đồ (hình 2-2) ta có thể chọn bơm ly tâm thiết kế cho phù hợp với
yêu cầu về cột áp và lưu lượng

2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm ly tâm
2.2.1. Cấu tạo
Bơm ly tâm có các bộ phận chính và chức năng của chúng như sau:

11

Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

Hình 2-3. Kết cấu của bơm ly tâm
1- Rãnh xoáy (vỏ bơm); 2- Vòng đệm làm kín chống nước quay về cửa hút;
3- Lỗ cân bằng; 4- Đai ốc; 5- Mặt bích ống hút (bộ phận dẫn dòng vào); 6- Bánh
công tác; 7- Ống lót trục; 8- Ống nước làm mát các vòng phớt; 9- Các vòng phớt
làm kín; 10- Ống chèn các vòng phớt; 11- Ổ bi; 12- Trục; 13- Hộp gối đỡ; 14- Tấm
chắn ổ bi; 15- Nắp sau; 16- Then khớp nối
1- Rãnh xoáy
Rãnh xoáy có hai công dụng:
+ Tập trung lưu thể đi ra từ guồng động hoặc từ bộ khuếch tán (nếu có) rồi
hướng nó đi đến ống đẩy;
+ Khi không có bộ khuếch tán thì rãnh xoáy đóng vai trò thay cho bộ khuếch tán
2- Vòng đệm làm kín
Vòng này có công dụng làm kín khít giữa bánh công tác và rãnh xoáy ngăn
không cho nước quay về cửa hút.
3- Lỗ cân bằng
Công dụng của lỗ cân bằng là cân bằng lực dọc trục trong bơm ly tâm.
4- Đai ốc

12


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

Nhiệm vụ của đai ốc là bắt chặt bánh công tác vào trục, đai ốc xiết bánh công
tác một lực theo chiều dọc trục.
5- Mặt bích ống hút (bộ phận dẫn dòng vào)
Nhiệm vụ là đưa chất lỏng từ ống hút vào bánh công tác và tạo ra trường vận tốc
ổn định trước khi chất lỏng đi vào bánh công tác.

Vật liệu chế tạo là gang xám hoặc hợp thép hợp kim
6- Bánh công tác
Là một chi tiết quan trọng, trực tiếp biến đổi năng lượng từ động cơ thành năng
lượng của dòng chất lỏng.
Kết cấu: Gồm đĩa mang cánh (đĩa sau), các cánh dẫn, đĩa che (đĩa trước) gắn cố
định với nhau thành một khối được chế tạo bằng phương pháp đúc hoặc hàn. Có
yêu cầu cao về độ chính xác khi chế tạo.
Han gỉ trong bơm ly tâm là một hiện tượng hay xảy ra trong quá trình làm việc
của bơm. Mức độ han gỉ của của vật liệu phụ thuộc rất nhiều vào các loại phản ứng
của nước, muối và khí hoà tan trong nó. Han gỉ kim loại trong nước hay dung dịch
của nước mang tính chất của quá trình điện hoá. Quá trình này xảy ra khi xuất hiện
một đôi điện cực tức là khi nhúng vào dung dịch hai hay một số kim loại khác nhau
(các cặp lớn) hay khi kim loại có cấu trúc không đồng nhất (các cặp nhỏ). Quá trình
han gỉ kim loại là tổ hợp của hai quá trình liên quan với nhau. Quá trình anốt
(chuyển kim loại vào dung dịch) và quá trình katốt (tích điện tử).
Ngoài ra han gỉ còn phụ thuộc vào nhiệt độ của nước. Nhiệt độ của nước ảnh
hưởng đến nồng độ iôn hydrô. Nước hoàn toàn trung tính khi nhiệt độ của nước
bằng 25oC. Như vậy khi nhiệt độ tăng lên thì độ axít của nước cũng tăng lên và tăng
khả năng han gỉ của nước.
Do bơm thiết kế làm việc trong môi trường nước nóng nên bánh công tác của
bơm được chế tạo bằng vật liệu là thép không gỉ.
7- Ống lót trục
Trong quá trình làm việc trục thường hay bị mòn ở khu vực tiếp xúc với phớt
làm kín do đó ở đoạn trục này người ta thường bố trí thêm ống lót.
8- Ống nước làm mát các vòng phớt
Ở các vị trí phớt làm kín do lực ma sát nên nhiệt độ tăng cao, hơn nữa bơm thiết
kế, chết tạo để bơm nước nóng nên nhiệt độ càng cao hơn. Cho nên ở những vị trí
này người ta bố trí đường nước làm mát trục và làm mát vòng phớt tránh gây mòn
trục do ma sát và hỏng phớt do nhiệt.
9- Vòng phớt làm kín

Nhiệm vụ của vòng phớt là làm kín không cho nước trong bơm rò rỉ ra ngoài.
13


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

10- Ống chèn các vòng phớt
Nhiệm vụ của ống chèn này là ép các vòng phớt lại khít nhau tránh nới lỏng
hoặc bung ra ngoài, mặt khác ngăn chặn nước và bụi bẩn từ ngoài vào gây nên ăn
mòn trục.
11- Ổ bi
Ổ bi có nhiệm vụ làm giảm ma sát, nâng cao hiệu suất cơ khí của bơm, ngoài ra
còn một phần cân bằng tải chiều trục.
12- Trục
Truyền động năng từ động cơ đến bánh công tác, trục được chế tạo chính xác
với độ đồng tâm cao, độ bền lớn. Vật liệu chế tạo trục phải có độ bền cao, phổ biến
là thép C35 hay C45 hoặc thép hợp kim 40X.
13- Hộp gối đỡ
Là nơi để bố trí các ổ bi và các bộ phận khác, ngoài ra còn tạo độ cứng vững
cho bơm.
14- Tấm chặn ổ bi
Ngăn chặn nước và bụi bẩn vào làm hỏng ổ bi ngoài ra còn chêm chặt ổ bi.
15- Nắp sau
Nắp sau có công dụng làm kín và giữ ổ bi.
16- Then khớp nối
Then dùng để cố định khớp nối nối từ động cơ đến bơm.

2.2.2. Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm
Trước khi bơm làm việc, cần phải làm cho thân bơm (trong đó có bánh công tác)
và ống hút được điền đầy nước. Công việc này thường gọi là mồi bơm.

Khi bơm làm việc, trục 12 nhận truyền động từ động cơ làm cho bánh công tác 6
quay, các phần tử nước chứa trong các rãnh của bánh công tác quay theo, dưới tác
dụng của lực ly tâm các phần tử nước bị dồn từ trong ra ngoài, chuyển động theo
các bộ khuếch tán và đi vào ống đẩy với áp suất cao hơn, đó là quá trình đẩy của
bơm. Đồng thời ở lối vào bánh công tác tạo nên một vùng có áp suất chân không và
tạo nên độ chênh áp suất trong bể chưa và áp suất ở lối vào của bơm, chất lỏng ở bể
chứa liên tục bị hút vào bơm theo ống hút. Đó là quá trình hút của bơm. Quá trình
đẩy và hút của bơm là hai quá trình liên tục, tạo nên dòng chảy liên tục qua bơm.

2.3. Chuyển động của chất lỏng trong bánh công tác

14


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

Tính chất thủy động học của bơm xác định bởi phương và đại lượng của vận tốc
dòng chất lỏng. Vật giới hạn dòng chất lỏng ở bơm là các thành của phần dẫn dòng

Hình 2-4. Sơ đồ chuyển động của chất lỏng trong bánh công tác
Trong bánh công tác chất lỏng chuyển động theo hai thành phần vận tốc
+ Chuyển động theo
→

Thành phần vận tốc này ký hiệu u (vận tốc theo) có phương thẳng góc với bán
kính tại điểm đang xét. Nếu khoảng cách từ phần tử khảo sát đến trục bơm bằng r
thì đại lượng vận tốc theo sẽ bằng vận tốc quay
u = ω.r
+ Chuyển động tương đối
→

Thành phần vận tốc nay ký hiệu w . Qũy đạo của chuyển động nay chính là
→

đường cong cánh dẫn (biên của cánh dẫn) vận tốc chuyển động tương đối w là
phương tiếp tuyến với cánh và chiều từ tâm trục ra ngoài (ly tâm)
+ Chuyển động tuyệt đối
→

Chuyển động tuyệt đối c thực chất là tổng hợp chuyển động theo và chuyển
động tương đối của chất lỏng trong bánh công tác.
Điều kiện đủ để đặc trưng cho động học của dòng chảy trong một vùng nào đó
là xác định đại lượng và hướng vận tốc ở mỗi điểm của vùng đó phụ thuộc vào thời
→

gian, tức là cho trước trường vận tốc. Vận tốc tuyệt đối c ở khu vực bánh công tác
→

→

có thể nhận được bằng cách tổng hình học vận tốc tương đối w và vận tốc theo u .
Ở dạng véc tơ. Biểu diễn tổng véc tơ hình học ta có tam giác vận tốc (hình 2-4)
15


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi
→

→

→

c = w + u

Xét điểm M chuyển động với vận tốc vòng là u
u = ω.r
(m/s)
πn
ω=
(1/s)
30

Trong đó: n - số vòng quay của rãnh quanh trục Oz. (vg/ph)
Vận tốc tương đối w:
Q
(m/s)
F
F- diện tích mặt cắt ngang của rãnh
Vận tốc tuyệt đối c của điểm M là tổng hình học của vận tốc u và w
w=

c=u+w

(2-1)

Theo hình (2.5) ta có:
→

→

→

c = cu + c m
W

Trong đó:

cm
c

cu = c.cosα
cm = c.sinα

β

α

cu
cu: là hình chiếu của vận tốc tuyệt đối
lên phương của u
cm: là hình chiếu của vận tốc tuyệt đối
lên phương vuông góc với phương u.
α - góc giữa

→

c
→

và

u

Hình 2-5. Tam giác vận tốc

→

u

→

β - góc giữa w và u

2.3.1. Tam giác vận tốc tại lối vào và lối ra của bánh công tác bơm ly tâm

16


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

` α1

Hình 2-6. Tam giác vận tốc tại lối vào và ra bánh công tác bơm ly tâm
Tam giác vận tốc tại lối vào bánh công tác có phương trình:

c1 = u 1 + w 1
Tam giác vận tốc tại lối vào bánh công tác có phương trình:

c2 = u 2 + w 2
2.3.2. Cột áp trong bơm

r2
2

r1

3

(c3,p3)

2

1
0
(c0, p0)
0

(u1,w1,c1,p1)
1

3
(u2,w2,c2,p2)

p-đường đo áp thực

u22

2g

u21

2g

Mặt đẳng áp

Hình 2-7. Mặt cắt chuyển động của chất lỏng trong rãnh cánh
Ta coi một rãnh trong bánh công tác như một ống quay
Phương trình Becnuli cho 1-2 (z1 = z2) ống quay cho chuyển động tương đối.
17


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

w12 p1 u12 w22 p1 u 22
+
−
=
+
−
2 g ρg 2 g 2 g ρg 2 g

(2-2)

Phương trình Becnuli cho 0-3 ( z0 = z3)
c02
p0
c32
p
+
+H =

+ 3
2 g ρg
2 g ρg

(2-3)

Coi như: co ≈ c1, p0 ≈ p1, c2 ≈ c3, p2 ≈ p3 thay vào (a),(b)
c22 − c12 u 22 − u12 w12 − w22
H=
+
+
2g
2g
2g

(2-4)

w1 = u 1 + c1 − 2.u 1 .c1 . cos α 1 = u 1 + c1 − 2.u 1 .c1u
2

2

2

2

2

w2 = u 2 + c 2 − 2.u 2 .c 2 . cos α 2 = u 2 + c 2 − 2.u 2 .c 2 u
2

2

2

2

2

Thay vào phương trình (2-5),(2-6) ta được:
H l∞ =

1
(u 2 c 2 u − u1c1u )
g

(2-5)

Đó chính là phương trình Ơle cho máy cánh dẫn, là phương trình cơ bản của
bơm ly tâm. Phương trình này được lập nên từ các điều kiện giả thiết lý thuyết:
+ Số cánh dẫn nhiều vô cùng
+ Các cánh dẫn mỏng vô cùng
+ Làm việc trong chất lỏng lý tưởng
Trong thực tế thì cánh dẫn bơm ly tâm có chiều dày nhất định (thường từ
2÷20mm) và số cánh dẫn có hạn (thường từ 6÷12 cánh) gây nên sự phân bố vận tốc
không đều trên các mặt cắt của dòng chảy tạo nên các chuyển động xoáy, dòng
quẩn trong các máng dẫn. Mặt khác chất lỏng làm việc có độ nhớt nhất định gây
nên tổn thất trong dòng chảy.
Vì các ảnh hưởng thực tế này mà cột áp thực tế của bơm nhỏ hơn cột áp lý
thuyết do đó ta có thể viết:

H = AB.H L∞
(2-6)
AB: các hệ số kể đến tổn thất trong bơm
Hay

H=

1
(u 2 c 2∗u − u1c1∗u )
g

(2-7)

Thường thì chất lỏng đi vào bánh công tác theo phương bán kính nên thành
phần vận tốc c1 vuông góc với u1
(α = 90o) ⇒ c1u = 0
Nên H l∞ =

1
u 2 c 2u
g

(2-8)

18


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

H=

1
u 2 c2∗u
g

(2-9)

Đây chính là phương trình sử dụng rộng rãi trong việc tính toán các bơm, quạt,
máy nén cánh dẫn.

2.4. Các thông số cơ bản của bơm
2.4.1. Lưu lượng trong bơm ly tâm
Lưu lượng của bơm là lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển được trong một đơn
vị thời gian, có thể theo lượng thể tích Q(l/s, m³/s, m³/h) hoặc lưu lượng trọng lượng
(N/s, t/h)
Lưu lượng là đại lượng bằng tích giữa vận tốc tuyệt đối của dòng chất lỏng và
tiết diện thẳng góc dòng chất lỏng đó
Q = cm.F
(2-10)
Lưu lượng được xác định theo công thức sau:
Q = π.Di.cim.bi

(2-11)

= π.D1.b1.c1m
= π.D2.b2.c2m
Trong đó các kích thước như hình (2-8)
D1,D2 - Đường kính ở cửa vào và cửa ra của bánh công tác.
b1,b2 - Bề rộng ở cửa vào và cửa ra của bánh công tác.
cm - Hình chiếu vận tốc tuyệt đối lên phương thẳng góc với phương của u

D2

b1

D1

b2

Hình 2-8.

Các kích
thước của bánh công tác

19


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

2.4.2. Cột chất lỏng của bơm
Cột chất lỏng của bơm H gọi là độ gia cơ năng, mà một đơn vị trọng lượng chất
lỏng (kg) nhận được khi đi qua bơm, tức là hiệu số năng lượng đơn vị của chất lỏng
khi ra khỏi bơm và khi đi vào nó
Năng lượng đơn vị của dòng chảy khi ra khỏi bơm:
E2 =

p2
v2
+ z2 + 2
γ

2g

Năng lượng đơn vị của dòng chảy khi vào bơm:
p1
v12
E1 =
+ z1 +
γ
2g
p2
v22
p1
v12
+ z2 +
H = E2 – E1 =
– ( + z1 +
)
γ
2g
γ
2g

2.4.3. Công suất của bơm
Công suất tiêu thụ N là thông số đặc trưng cho bơm, có thứ nguyên là kw. Để
xác định công suất trước tiên, ta phải xác định công suất hữu ích, công suất hữu ích
xuất phát từ khái niệm về cột chất lỏng và lưu lượng.
Công suất thủy lực của bơm:
N = γ .H.Q
Công suất trên trục của bơm:
Ntr =

N γHQ
=
η
η

3. TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG BƠM

3.1. Công suất của bơm
Công suất tiêu thụ (công suất trên trục) là thông số đặc trưng cho bơm (đơn vị
kw). Là thông số dùng để lựa chọn động cơ dẫn động bơm. Để xác định công suất
trên trục trước tiên ta xác định công suất thủy lực của bơm (công suất có ích).

3.1.1. Công suất thủy lực của bơm
ρ .g .Q.H
(kW)
1000
t = 60oc

N tl =
Trong đó:

(3-1)

20


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

Với

⇒ ρ = 983,2
g = 9,81
Q = 140 m³/h = 0,0389
H = 480
Thay vào (3-1) ta được:

N tl =

kg/m 3
m/s2
m3/s
m

983,2.9,81.0,0389.480
= 180,1 kW
1000

3.1.2. Công suất làm việc trên trục của bơm
N=

N tl
η

(3-2)

Trong đó η hiệu suất bé nhất ứng với lưu lượng Q = 0,0389 m³/s
Theo (tài liệu bơm quạt máy nén) ta chọn sơ bộ hiệu suất của bơm η = 62 %
180,1
N=

= 290,48 kw
0,62

3.2. Chọn sơ bộ động cơ kéo bơm
Vì số vòng quay n của bơm ly tâm phụ thuộc vào số vòng quay của động cơ
chọn. Nên muốn tìm số vòng quay của bơm thì phải tính được công suất làm việc
tại truc của bơm.
Khi chọn động cơ kéo bơm ta chọn công suất động cơ N dc lớn hơn công suất tại
trục bơm để đề phòng các trường hợp quá tải bất thường và bù vào tổn thất do
truyền động từ động cơ đến bơm.
Ndc = k.N
(3-3)
k - hệ số an toàn phụ thuộc vào từng loại bơm, động cơ và công suất làm việc.
Bơm có công suất tiêu thụ càng nhỏ nên chọn k càng lớn và ngược lại. Theo (bảng
3-1) ta có thể chọn hệ số k
Bảng 3-1. Giá trị hệ số an toàn phụ thuộc vào công suất bơm
N (kw)
K

<5
2….1,3

5….10
1,3….1,15

10….50
1,15…1,10

50….100
1,10…1,05

>100
1,05

Chọn k = 1,05
Ta có Ndc = k.N = 1,05.290,48 = 305 kw

21


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

Vậy theo catalog của hãng sản xuất động cơ điện TECO ta chọn động cơ
AEEVUK355L có số vòng quay 2980 vòng/phút và công suất N dc = 310 kW. Các
thông số của động cơ cho như (bảng 3-2)
Bảng 3-2. Thông số của động cơ dẫn động bơm
Kiểu
động cơ

Ở tải trọng định
mức
Vận tốc
Hiệu
vg/ph
suất %
2980
93

Công
suất

kW
310

AEEVUK

Mm
M dm

M max
M dm

M min
M dm

Khối
lượng
(kg)

1,6

2,3

1,2

1860

Hình 3-1. Các kích thước của động cơ
Các kích thước của động cơ dẫn động bơm như (bảng 3-3) và (bảng 3-4)
Bảng 3-3. Thông số kích thước của động cơ
Kiểu

động cơ

Kích thước (mm)
A

AA

AB

AC

B

BB

C

D

DH

E

AEEVUK 610 116

726

710

630

750

254

80

M24x48

210

Bảng 3-4. Thông số kích thước của động cơ (tiếp theo)
Cỡ
khun
g
355L

Kích thước (mm)
ED

EF

F

G

GA

H

HA

HD

K

180

5

28

90

106

355

52

1005

28

KK

L

M72x2.0 1570

22


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

3.3. Tính chọn số cấp bơm ly tâm
Số vòng quay đặc trưng:
ns = 3,65n

Q

(4-3)

3
4

H
Với : Q = 0,0389 m³/s
H = 480 m
n = 2980 (bằng số vòng quay động cơ dẫn động)
ns = 3,65.2980.

0,0389
480

3
4

= 20,9 vg/ph

Như ta đã biết hình dạng hướng kính của bánh công tác tùy thuộc vào loại máy
được xác định bởi số vòng quay đặc trưng.

23


Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

Bảng 3-5. Dạng hướng kính, tam giác vận tốc, đường đặc tính theo ns

Bơm thể tích

ns ≤ 70

vg/ph

Bơm ly tâm

ns = 35 ÷ 300

vg/ph

Bơm hướng chéo ns = 300 ÷ 600 vg/ph
Bơm hướng trục ns = 500 ÷ 1200 vg/ph

24


91,8%
91%

90%

Q, dm3s

88

88 7
8 6
8
84 83
8281
78 76
74 72

35

43 50

89

85 %

843
82
81
8
78
76
742
7

686
64
62
6
586
54
52
5
486
44
42
4 0%
48
3

70%
60%
50 %
70

85

130

ns

175

1
800

600
400
300
200

87
86

80%

68 6
6
6462 8
5 6
5
5452 8
4 6
4
4442 0
4 38

10
8
6
4
3
2

89

1
800
600
400
300
200
100
80
60
40
30
20

15
10
8
6
4
3
2

265

Q, m3s

15
10
8
6
4

3
2

100
80
60
40
30
20

Q, dm3s

Q, m3s

Thiết kế bơm cấp nước cho nồi hơi

10
8
6
4
3
2

350 430 500 700 860

Hình 3-2. Quan hệ giữa số vòng quay đặc
trưng với lưu lượng và hiệu suất của bơm ly tâm
Với ns = 20,9 vg/ph thì bơm thiết kế thuộc bơm thể tích, vì bơm thể tích không
đáp ứng được yêu cầu về lưu lượng, yêu cầu của bơm thiết kế là loại bơm có cột áp
H cao và lưu lượng Q lớn, nên ta chọn bơm ly tâm làm bơm thiết kế. Vì vậy để ns

thuộc phạm vi bơm ly tâm ta tăng số cấp của bơm thiết kế lên. Khi đó số vòng quay
đặc trưng ns sẽ tăng lên.
Bơm ly tâm có ns = 35 ÷ 300 vg/ph, với ns = 35 ÷ 70 vg/ph thì thuộc bơm ly
tâm nhưng không thuần túy là bơm ly tâm mà nó cũng có thể là của bơm thể tích.
Dựa vào (hình 3-2) quan hệ giữa n s với Q và η của bơm ly tâm ta thấy vùng hiệu
suất cao nhất ứng với ns = 70 ÷ 130 và (bảng 3-5) các kiểu bánh công tác phụ thuộc
vào số vòng quay đặc trưng ta chọn ns = 80 vg/ph làm số vòng quay đặc trưng của
bơm thiết kế.

25