Đề tài Tìm hiểu về các loại máy và thiết bị vận chuyển chất lỏng, khí

Header Page 1 of 113.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

KHOA DẦU KHÍ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CƠ KHÍ VÀ MÁY TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

ĐỀ TÀI: Tìm hiểu về máy và thiết bị vận chuyển lỏng, khí

Giảng viên:

Th.s Đoàn Văn Huấn

Nhóm thực hiện:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Trịnh Thành Công
Thiều Thị Kim Chi
Bùi Kim Dung

Nguyễn Hữu Đạt
Trần Quốc Đạt
Nguyễn Văn Đức
Nguyễn Ngọc Dương

1021010050
1021010036
1021010067
1021010093
1021010097
1021010106
1021010078

Hà Nội - 2013
1

Footer Page 1 of 113.


Header Page 2 of 113.

MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU

5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY VÀ THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN
CHẤT LỎNG

6

CHƯƠNG 2: ĐƯỜNG ỐNG

10

2.1. Khái niệm, phân loại

10

2.2. Một số thông số

11

2.3. Van

12

2.3.1 Van điểu khiển

13

2.3.2. Các loại van khác

15

CHƯƠNG 3: MÁY BƠM

22

3.1. Bơm động học

22

3.1.1. Bơm cánh quạt

22

3.1.2. Một số loại bơm khác

30

3.2. Bơm thể tích

31

3.2.1. Bơm piston

31

3.2.2. Bơm piston-roto

32

3.2.3. Bơm bánh răng

33

3.2.4. Bơm cánh gạt

34

3.3.

Đường đặc tính bơm

35

3.4.

Chọn bơm

35

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG BƠM PHUN VÀ BƠM CHÂN KHÔNG

37

4.1. Sự bố trí bơm phun

37

4.2. Bơm chân không

40
2

Footer Page 2 of 113.

Header Page 3 of 113.

4.2.1. Bơm chân không màng(bơm màng)

40

4.2.2. Bơm chân không dầu, bơm hút chân không dòng nước

41

4.3. Sự rò rỉ không khí

42

4.4. Mức tiêu thụ hơi nước

44

4.5. Lý thuyết về hệ thống bơm phun

46

CHƯƠNG 5: MÁY NÉN KHÍ

48

5.1. Định nghĩa và Phân loại máy nén khí

48

5.1.1. Định nghĩa

48

5.1.2. Phân loại

48

5.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén khí

49

5.2.1. Máy nén quay động lực

49

5.2.2. Các dạng máy nén chuyển động tịnh tiến

51

5.3. Các thông số cơ bản của máy nén khí

55

5.4. Các phương trình trạng thái của khí

56

CHƯƠNG 6: MÁY THỔI (QUẠT)

58

6.1. Khái niệm

58

6.2. Phân loại và cấu tạo của quạt ly tâm

59

6.2.1. Phân loại theo cơ chế ổ đĩa

59

6.2.2. Vòng bi

61

6.2.3. Bộ giảm rung và van

61

6.2.4. Quạt sườn

62

6.3. Nguyên tắc làm việc

63

6.3.1. Vận tốc tam giác

64

6.3.2. Sự khác biệt giữa quạt và máy thổi

65

6.3. Xếp hạng các loại quạt ly tâm

66

6.4. Tổn thất trong quạt ly tâm

66
3

Footer Page 3 of 113.


Header Page 4 of 113.

6.4.1. Tổn thất vùng cánh quạt nạp khí

67

6.4.2. Tổn thất do rò rỉ

67

6.4.3. Tổn thất do cánh quạt

67

6.4.4. Tổn thất do khuếch tán và xoắn ốc

67

6.4.5. Ma sát do đĩa

67

KẾT LUẬN

68

TÀI LIỆU THAM KHẢO

69

4

Footer Page 4 of 113.


Header Page 5 of 113.

LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời kỳ hội nhập kinh tế WTO, với vai trò là ngành đóng góp phần
quan trọng vào GDP toàn quốc, dầu khí càng được chú trọng đầu tư phát triển.

Hiện nay có rất nhiều công ty dầu khí trong và ngoài nước như: Vietsopetro, BHP,
BP, Mobil, Schlumberger… với nhiều mỏ dầu mới được phát hiện và khai thác đã
chứng tỏ tiềm năng rất lớn về dầu khí của nước ta.
Trước thực tế đó, một nhiệm vụ quan trọng được đăt ra là phải có một hệ
thống thiết bị hiện đại, phù hợp, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Hiện nay, máy móc,
thiết bị phục vụ cho công tác tìm kiếm, thăm dò, khai thác dầu khí rất đa dạng và
phong phú. Việc tìm kiếm, tiếp cận công nghệ mới, tìm hiểu về nguên lý hoạt động
và các dạng hỏng hóc thường gặp của thiết bị để tìm biện pháp nâng cao tuổi thọ
thiết bị là rất quan trọng vì từ đó ta có thể nắm bắt được ưu, nhược điểm từng thiết
bị để có thể sử dụng hợp lý mang lại năng suất làm việc cao nhất, với thời gian lâu
nhất.
Mặc dù các chất lỏng đặc biệt có thể được vận chuyển bằng gầu kéo, nhưng
phương thức thông thường là vận chuyển chất lưu bằng đường ống , bơm, máy thổi,
máy nén, hoặc bơm phun. Các phương thức vận chuyển trên sẽ được nghiên cứu
trong đồ án này. Với mục tiêu sử dụng sao cho có năng suất cao nhất va khả năng
làm việc của các thiết bị vận chuyển chất lỏng, khí.
Là một đề tài kỹ thuật nên cần sự nghiên cứu sâu, song do kiến thức chuyên
môn và kinh nghiệm chưa nhiều nên ảnh hưởng nhất định đến kết quả đề tài, rất
mong thầy cô và các bạn góp ý.

5

Footer Page 5 of 113.


Header Page 6 of 113.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY VÀ THIẾT BỊ
VẬN CHUYỂN CHẤT LỎNG
Vận chuyển là một quá trình không thể thiếu trong sản xuất công nghiệp.

Các máy và thiết bị vận chuyển được sử dụng để vận chuyển nguyên vật liệu, bán
thành phẩm, thành phẩm trong dây chuyền sản xuất.
Theo phương thức làm việc, các thiết bị vận chuyển được chia thành hai loại
sau đây:
-Loại vận chuyển liên tục: gồm có băng tải, vít tải, gàu tải, các thiết bị vận
chuyển bằng không khí, bằng thủy lực…
- Loại vận chuyển gián đoạn: gồm có cẩu, palăng, cầu trục, thang máy,…
Trong các nhà máy sản xuất và chế biến thực phẩm, để vận chuyển những
vật liệu rời, vật liệu đóng túi, những kiện hàng hoặc những vật liệu đơn chiếc theo
phương nằm ngang, thẳng đứng hoặc nghiêng, chủ yếu dùng máy và thiết bị vận
chuyển liên tục. Khác với loại làm việc gián đoạn, những máy và thiết bị vận
chuyển liên tục có thể làm việc trong một thời gian không giới hạn, chuyên chở vật
liệu theo một hướng nhất định không dừng khi nạp liệu và tháo liệu. Nhờ vậy năng
suất của chúng tương đối lớn hơn so với loại làm việc gián đoạn.
Các máy và thiết bị vận chuyển liên tục hiện nay có thể chia ra hai nhóm
chính:
- Máy có bộ phận kéo: gồm có băng tải, xích tải, cào tải, gàu tải, nội tải, giá
tải.
- Máy không có bộ phận kéo: gồm các loại vít tải, các máy vận chuyển quán
tính, các hệ thống vận chuyển bằng không khí và thủy lực.
Tuy nhiên ở chương này chúng ta sẽ nghiên cứu các thiết bị vận chuyển
được chia thành hai nhóm: thiết bị vận chuyển cơ học và thiết bị vận chuyển bằng
khí nén.
6

Footer Page 6 of 113.


Header Page 7 of 113.

Ở Việt Nam, máy và thiết bị vận chuyển chất lỏng đã có từ lâu, nhưng ở quy
mô công nghiệp thì phải nói đến vận chuyển bằng đường ống chính là có sớm hơn
cả, nền tảng của vận tải chất lỏng ở nước ta.
Các tuyến đường ống công nghiệp ra đời và phát triển gắn liền với quá trình
phát triển của ngành dầu khí VN. Từ năm 1959, trên cơ sở hỗ trợ của Chính phủ
Liên Xô (cũ) và những phát hiện của các nhà địa chất Pháp đầu thế kỷ XX về một
số vết lộ dầu ở Đồng Hồ (Quảng Ninh), Núi Lịch (Yên Bái), Nậm Úm và Sài
Lương (Sơn La), Đầm Thị Nại (Quy Nhơn - Bình Định), VN đã tiến hành khảo sát
địa chất dầu khí ở miền Bắc. Nhưng do hoàn cảnh chiến tranh, những hoạt động
này chỉ dừng lại ở phạm vi thăm dò địa chất. Mãi đến tháng 3.1975 mới phát hiện
dòng khí thiên nhiên và condensate (khí ngưng tụ) có giá trị thương mại tại giếng
khoan ở Tiền Hải-Thái Bình. Ngày 3.6.1980, Chính phủ VN và Chính phủ Liên Xô
(cũ) ký Hiệp đinh hợp tác tìm kiếm thăm dò khai thác dầu khí ở thềm lục địa Nam
VN. Năm 1981 ký Hiệp định thành lập Xí nghiệp Liên doanh Dầu khí Việt Xô
(Vietsovpetro) tại Vũng Tàu. Năm 1986 khai thác tấn dầu thô thương mại đầu tiên
ở mỏ Bạch Hổ, đánh dấu VN vào trong danh sách các nước sản xuất dầu khí trên
thế giới. Năm 1987 Luật Đầu tư nước ngoài được ban hành. Năm 1993 Luật Dầu
khí được ban hành (sửa đổi, bổ sung năm 2000 và 2008). Hoạt động dầu khí triển
khai mạnh mẽ. Năm 1995 thành lập Tổng Công ty Dầu khí VN nay là Công ty
TNHH Một thành viên do Nhà nước làm chủ sở hữu với tên gọi Tập Đoàn Dầu khí
VN (Petrovietnam- PVN).
Đường ống đầu tiên là hệ thống đường ống dẫn khí Nam Côn Sơn được xây
dựng trên cơ sở hợp đồng hợp tác kinh doanh giữa Petrovietnam với các đối tác
nước ngoài là BP VN và ConocoPhillips VN. Dự án khởi động từ năm 2001, do
BP điều hành. Đến năm 2008 đã chuyển giao cho Petrovietnam, hiện nay do Tổng
công ty khí Việt Nam (PVGas), thuộc Tập đoàn Dầu khí, vận hành. Đường ống
này dài 400km, công suất 7 tỷ m3 khí/năm, vận chuyển khí từ bồn trũng Nam Côn
7

Footer Page 7 of 113.

Header Page 8 of 113.

Sơn ngoài khơi vào đất liền và sau khi xử lý tại trạm Dinh Cố, phân phối cho Khu
công nghiệp Phú Mỹ, Hiệp Phước. Ngoài ra, PVGas còn chịu trách nhiệm vận
hành hệ thống đường ống khí PM3-Cà Mau dài 330km, công suất 2 tỷ m3/năm.
Năm 2010 PVGas đã ký hợp đồng hợp tác kinh doanh với Chevron (Hoa Kỳ),
MOECO (Nhật Bản) và PTTEP (Thái Lan) để thực hiện Dự án Đường ống dẫn khí
Lô B-Ô Môn, công suất 6,4 tỷ m3/năm, dài gần 400km đi qua địa bàn TP.Cần Thơ
và các tỉnh Hậu Giang, Kiên Giang, Bạc Liêu, Cà Mau, chủ yếu cung cấp cho Khu
công nghiệp Khí Điện Đạm Cà Mau, Trung tâm Điện lực Ô Môn, Trà Nóc - Cần
Thơ.
Ngoài ra, phải kể đến Tổng công ty Xăng dầu Việt Nam (Petrolimex) đang
vận hành, khai thác một số tuyến đường ống vận chuyển xăng dầu, tổng chiều dài
500km, công suất vận chuyển 4 triệu tấn/năm, phần lớn nằm ở các tỉnh, thành phía
Bắc như Hải Phòng, Hải Dương, Hà Nội, Hà Nam… Hệ thống đường ống này có
nguồn gốc sở hữu Nhà nước, được xây dựng để cung cấp xăng dầu cho nhu cầu
quốc phòng và các hoạt động kinh tế - xã hội theo kế hoạch. Do được xây dựng và
đưa vào vận hành từ năm 1973 nên đã lạc hậu, quá tải, hiện nay Petrolimex đang
triển khai nâng cấp đường ống và khai thác thương mại.
Có thể nói rằng các hệ thống đường ống VN hiện hữu có nguồn gốc từ mục
đích khai thác thương mại chỉ được xây dựng trong quá trình thăm dò, khai thác
dầu khí; đầu tiên hết là đường ống Nam Côn Sơn. Theo quy định của Luật Dầu khí
và Nghị định số 48/2000/NĐ-CP ngày 12.9.2000 của Chính phủ quy định chi tiết
thi hành Luật Dầu khí, ngoại trừ liên doanh Vietsovpetro thành lập theo Hiệp định
ký kết giữa VN với Liên Xô (cũ), các doanh nghiệp trong nước, doanh nghiệp có
vốn đầu tư nước ngoài khác, chỉ có thể tham gia hoạt động dầu khí thông qua hợp
đồng dầu khí ký kết với Petrovietnam, thường là đầu tư dưới hình thức hợp đồng
hợp tác kinh doanh (BCC) để thực hiện dự án (như dự án Nam Côn Sơn, Lô B-Ô

Môn.) Do vậy, các đường ống đã được xây dựng theo điều kiện và quy chuẩn của
8

Footer Page 8 of 113.


Header Page 9 of 113.

từng dự án được phê duyệt. Có thể xem quy định nói trên của Luật Dầu khí và
Nghị định số 48/2000/NĐ-CP là quy định về điều kiện kinh doanh vận tải đường
ống hiện nay.
Về điều kiện tiêu chuẩn kỹ thuật bảo đảm an toàn đường ống vận chuyển khí,
dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ thì Nghị định số 13/2011/NĐ-CP ngày 12.02.2011
của Chính phủ về an toàn công trình dầu khí trên đất liền quy định những điều kiện
khá rõ ràng, chi tiết về:
- Tiêu chuẩn thiết kế độ dày thành đường ống; độ sâu của đường ống đặt
ngầm tối thiểu tính từ mặt bằng hoàn thiện tới đỉnh ống.
- Biện pháp an toàn, đảm bảo các phương tiện thủy hoạt động không thể đâm,
va vào đường ống; các giải pháp kỹ thuật tăng cường chống rung động và va đập
đối với đường ống chôn ngầm chạy cắt ngang qua đường giao thông bộ hoặc
đường sắt.
- Khoảng cách an toàn giữa hai đường ống chôn ngầm đặt song song, hai đường
ống liền kề (1 ống đặt ngầm, 1 ống đặt nổi), đường ống chôn ngầm đặt xiên.
Tóm lại, đối với điều kiện kinh doanh dịch vụ vận tải đường ống phải tham
chiếu quy định của pháp luật chuyên ngành dầu khí. Với lợi điểm hiệu quả, nhanh
chóng, chi phí thấp, phương thức vận tải đường ống chắc chắn sẽ phát triển hơn
nữa trong tương lai không xa, vì vậy cần có những kiến nghị sửa đổi, bổ sung pháp
luật hiện hành cho phù hợp với xu thế chung. Phương thức vận tải đường ống ở
VN chủ yếu dùng để vận chuyển khí và xăng dầu. Hệ thống đường ống hiện nay
được xây dựng trong quá trình thăm dò, khai thác dầu khí và được pháp luật dầu

khí điều chỉnh về điều kiện kinh doanh.

9

Footer Page 9 of 113.


Header Page 10 of 113.

CHƯƠNG 2:

ĐƯỜNG ỐNG

Chất lỏng có thể được vận chuyển bằng rất nhiều cách, một số trường hợp
chất lỏng đặc biệt có thể được vận chuyển bằng gàu múc...Tuy nhiên, phương thức
vận chuyển thông thường và thông dụng nhất hiện nay vẫn là vận chuyển bằng
đường ống.

Hình 2.1: Một số hình ảnh về đường ống dẫn chất lỏng
2.1. Khái niệm, phân loại
Thuật ngữ "Đường ống" là một lĩnh vực kĩ thuật đặc thù được sử dụng để
nghiên cứu thiết kế hệ thống dẫn các chất lỏng và khí.Đường ống thông thường
được dùng để chỉ hệ thống vận chuyển chất lỏng, khí bằng con đường bên trong.
 Đường ống được phân loại:
- Theo vật liệu:
+ Ống kim loại: gang, thép, đồng, kẽm...
+ Ống nhựa PVC
+Ống bê tông, BTCT, sành, sứ...
+ Ống kim loại vỏ nhựa

10

Footer Page 10 of 113.


Header Page 11 of 113.

- Theo tiêu chuẩn chế tạo, ví dụ cùng vật liệu nhựa PVC có các loại ống CT1,
CT2...
- Theo kích thước ống, bao gồm đường kính trong, đường kính ngoài, chiều
dày vỏ ống.
2.2. Một số thông số
Đường ống tiêu chuẩn được sản xuất với các thông số kích thước riêng và
được thiết kế với đường kính quy ước tính đơn vị inch, inchs,IPS( kích thước ống
sắt). Theo sự phụ thuộc vào kích thước có 14 độ dày thành ống khác nhau được sản
xuất với cùng đường kính ngoài, trong đó thông dụng nhất là thông số phụ lục 40:
Schedule number = 1000P/S
Trong đó
+ P là áp suất đầu vào, psig
+ S là ứng suất làm việc cho phép. psig
Đường ống cho các thiết bị trao đổi nhiệt, làm lạnh và thiết bị phụ trợ cần thiết
đã được sản xuất với đường kính ngoài được xác định với mức tăng là 1/16 hoặc
1/8 in. Các ống có kích thước tiêu chuẩn được làm từ các kim loại khác nhau,
ceramics, thủy tinh, nhựa.
Đối với ống có kích thước 2in, các ống nối không bắt vit có thể dược sử
dụng. Đối với kích thước lớn hơn thông thường được hàn lại. Việc lắp ghép các
thiết bị vào trong đường ống hoặc tháo dỡ có thể được tận dụng các gỡ. Các gỡ
thép, ống nối có gờ và các van được sản xuất trong các mức áp suất
150,300,600,900 và 2500psig. Van cũng được làm bằng gang với áp suất 125 và
350psig. Mức áp suất và nhiệt độ của vật liệu này trong các cấu trúc vật liệu khác

nhau thường được dự đoán trước và lưu lại để ứng dụng trong thực tế.
Các đường ống dẫn được nối với nhau trực tiếp bằng cách hàn, ren, bắt vít,
keo dán, bằng mặt bích hoặc gián tiếp bằng các phụ kiện. Chất liệu và kích thước
của đường ống sẽ quyết định phương pháp kết nối.
11

Footer Page 11 of 113.


Header Page 12 of 113.

2.3. Van
Van được sử dụng trong hệ thống đường ống để đóng, mở và điều chỉnh lưu
lượng dòng chảy.
 Các dạng van thông dụng là van hình cầu, van cổng, van một chiều
- Van hình cầu được sử dụng để điều chỉnh lưu lượng và áp suất dòng chảy
- Van một chiều được sử dụng để điều chỉnh dòng chảy theo một hướng
- Van cổng có các khe mở thông suốt dùng để điều khiển dòng chảy mà gần
như không gây ra sự giảm áp suất.

Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo van
Một số loại van khác bao gồm van nhánh, van điều chỉnh, van chắn, van phao,
van mở nhanh, van an toàn …
12

Footer Page 12 of 113.


Header Page 13 of 113.

Sự điểu khiển dòng chảy trong đường ống và cung cấp cho các thiết bị cô lập
khi cần thiết được sử dụng các van. Trong các van cửa dòng chảy đi thẳng được
điều chỉnh bằng sự nâng lên hoặc hạ xuống cửa van. Trong trường hợp van mở
rộng thì gây ra sự giảm một lương nhỏ áp suất. Trong các van cầu, dòng chảy bị
đổi hướng và chủ yếu là do lực cản. Loại van được sử dụng chủ yếu là van kín, đặc
biệt là đối với dòng khí. Các loại van cửa, van bướm, van đầy, van kiểm tra, thiết
bị mở nhanh khác...bị giới hạn và thường tác dụng không mong muốn.
Khóa trong các van tiết lưu được mở để điều chỉnh khi áp suất trong ống tăng
lên tới một giá trị nhất định. Khai cửa van mở thì sự tăng áp sẽ được kìm hãm...Áp
suất phù hợp là vài trăm psig.
2.3.1 Van điểu khiển
Các van điều khiển có các cửa có thể điểu chỉnh được dòng chảy của chất
lỏng khi đi qua chúng. Các đặc trưng cơ bản của van trong quá trình là việc của
van là đặc tính, độ ổn định và tính phục hồi/
Lưu lượng được mô tả bằng biểu thức: Cd = Cv/d2
Trong đó: d là đường kính của van
Cv là hệ số mở của van được xác định theo phương trình:
Q = Cv[(P1-P2)/

w]0.5 ,gal/min đối với chất lỏng

Q = 22,7Cv[(P1-P2)P2/
Q = 11,3CvP1/(

aT]0.5 ,SCFM của khí khi P2/P1>0.5

aT)0.5 SCFM của khí khi P2/P1<0.5

Trong đó: Pi là áp suất tính theo psig,
w là khối lượng riêng của nước

a là khối lượng riêng của khí

T là nhiệt độ
Các giá trị của Cd của các van thương mại từ 12 đối với các cầu van 2 điểm tự
và tới 32 để mở các van bướm. Chúng có sự khác nhau giữa các nhà sản xuất.
13

Footer Page 13 of 113.


Header Page 14 of 113.

Các đặc tính là sự tương quan giữa độ mở của van và vận tốc dòng. Hình dạng
của các cửa và khe mở có thể được thiết kế để tạo ra sự tương quan toán học mong
muốn giữa áp suất trên các và, khoảng dịch chuyển của thân supap, và vận tốc
dòng qua các cửa.
Sự biểu diễn luyến tính được mô tả theo Q=kx và tỉ lệ phần trăm bằng nhau bởi
Q= k.exp(k,x)- với x là độ mở của van.
Độ mở nhanh là một đặc điểm của van tựa nghiêng hoặc van đĩa phẳng, đoạn
giới hạn trên 25% giá trị max của độ dịch chuyển thân supap là xấp xỉ đường
thẳng. Qua sự thay đổi lượng vật chất gấp 3 lần, sự hình thành đoạn thẳng và tỉ lệ
phần trăm nhau giữa cấc van là hầu hết đạt được. Khi độ giảm áp qua các van giảm
dược hơn 25% so với độ giảm áp của cả hệ thống thì loại van có tỉ lệ phần trăm
bằng nhau được ưu tiên hơn.
Phần lớn các van hiện nay có tỉ lệ phần trăm bằng nhau.
Miền ỏn định là khái niệm chỉ tỉ lệ dòng lớn nhất tới nhỏ nhất tại đó van có thể
điều chỉnh tốt. Nó rất khó để định lượng. Một van thông thường có thể được thiết
kế để có thể sử dụng trong giới hạn vận tốc chảy lớn
Khả năng phục hồi được xác định bằng độ phục hồi áp suất đầu ra tại của van
từ áp suất tháp tại vena contracta. Tại vena contracta xuất hiện dâng nước và khả

năng phục hồi áp suất cao thì các bong bóng sẽ bị phá vỡ tạo lỗ hổng và tiếng động
lớn. Van tạo lớp tốt hơn thì khả năng phục hồi áp suất sẽ tốt hơn và sự tạo lớp là
điều không mong muốn
Các van phải có khả năng điều chỉnh tốt độ giảm áp. Trong đường ống vận
chuyển chất lỏng dài, tại một thời điểm bất kì nếu 1 van điều chỉnh được mở hết cỡ
thì sẽ làm giảm1% độ giảm áp của hệ thống.

14

Footer Page 14 of 113.


Header Page 15 of 113.

2.3.2. Các loại van

Hình 2.3: Một số loại van điều khiển bằng tay và tự động.
(a) van cửa,phần lớn là dùng loại này.
(b) van cầu,khi cần dùng van kín.
(c) van kiểm tra để bảo đảm dòng chảy chỉ theo một hướng.
(d van giảm áp ,trong đó cửa sẽ mở khi áp suất tăng.
(e van điều khiển 1 cổng.
(f)van điều khiển đảo chiều,2 cổng.

15

Footer Page 15 of 113.


Header Page 16 of 113.

Hình 2.3h: Mối tương quan giữa hệ số mở và hệ số
dòng của 3 phương thức mở van

Hình 2.4: Van điều khiển 2 cửa,trong đó mở
để duy trì áp suất khí quyển trên màng
(A) thân van; (B) tựa dịch chuyển ;(C) đĩa ;(D) dẫn hướng cho thân xupap; (E)
ống nối có dẫn hướng ;(F) nắp đậy van; (G) vòng đỡ; (H) cánh tay đòn chịu lực;
(J) màng ; (K) bộ nối giữa màng và thân van; (L) thanh giữ khóa (M) khóa (N)
điểm tựa khóa (O) áp suất kết nối ;
2.3.2.1. Van cửa
Một loại van phổ biến nhất trong công nghiệp, nó đóng dòng chảy khi nó chắn
ngang toàn bộ dòng chảy. Khi van mở hoàn toàn thì cửa chúng không nằm trong
dòng chảy vật chất. Lúc này sự cản dòng của van là rất nhỏ tức là sự sụt áp hay mất
năng lượng qua van là nhỏ nhất
16

Footer Page 16 of 113.


Header Page 17 of 113.

Hình 2.5: Hình ảnh van cửa
Cửa van được gắn với cần van, phía trên có nắp bịt kín không cho vật chất rò rỉ
ra ngoài. Nắp làm kín được nhồi vật liệu bít kín. Đầu phía trên cần van được nói
với tay quay.

Hình 2.6: Cấu tạo van cửa
17

Footer Page 17 of 113.


Header Page 18 of 113.

2.3.2.2. Van điều tiết
Dòng chảy đi qua van điều tiết bị chuyển hướng

Hình 2.7: Cấu tạo van điều tiết
Sự đổi hướng dòng chảy tạo nên sự cuộn xoáy và áp suất trong van cũng giảm
nhiều nên năng lượng cung cấp cần nhiều hơn cho dòng chảy qua van. Phần đáy
cửa van song song với hướng dòng chảy, mọi tiếp xúc giữa cửa van và vòng làm
kín sẽ kết thúc khi bắt đầu có dòng chảy.
2.3.2.3. Van nút
Cửa van của loại này có dạng nút. Cửa van được cấu tạo bằng kim loại có khe
hở xuyên suốt cửa van cho dòng đi qua. Vị trí van được điều chỉnh bằng tay quay.

18

Footer Page 18 of 113.


Header Page 19 of 113.

Hình 2.8: Hình ảnh và cấu tạo van nút
2.3.2.4. Van bi
Phần điều chỉnh dòng chảy có cấu tạo tròn và có lỗ cho vật chất đi qua, bi được
giữ chặt giữa 2 vòng làm kín, tay quay được lắp ở đầu trên của cần van. Van bi có
độ trơn và vận hành dễ hơn van nút, giảm được sự ma sát giữa các bi và vòng nút
19

Footer Page 19 of 113.


Header Page 20 of 113.

kín mà không cần chất bôi trơn. Van bi thường được chế tạo để dẫn dòng chảy
nhiều hướng, và ít được dùng để điều tiết dòng chảy

Hình 2.9: Van bi
2.3.2.5. Van bướm

Hình 2.10: Van bướm
Van bướm có cửa được chế tạo là một tấm kim loại liền có thể xoay 90o trong
20

Footer Page 20 of 113.


Header Page 21 of 113.

chu vi làm kín. Tỉ lệ dòng chảy dược điều chỉnh bằng góc của van và tối đa khi cửa
van song song với đường ống. Đây là loại van đóng mở nhanh, tạo sự xoáy và sụt
áp tương đối nhỏ. Van bướm có thể được vận hành bằng tay quay hoặc tay vặn và
cần tới thang chỉ vị trí van
Ngoài ra còn một số loại van nữa như van màng, van một chiều, van an toàn....

21

Footer Page 21 of 113.

Header Page 22 of 113.

CHƯƠNG 3:

MÁY BƠM

Máy bơm nước là một loại máy thủy lực, nhận năng lượng từ bên ngoài (cơ
năng, điện năng, thủy năng…) và truyền năng lượng cho dòng chất lỏng, nhờ vậy
đưa chất lỏng lên một độ cao nhất định hoặc dịch chuyển chất lỏng theo hệ thống
đường ống.
Người ta chia máy bơm nước ra nhiều loại dựa vào những đặc điểm như:
nguyên lý tác động của cánh bơm vào dòng nước, dạng năng lượng làm chạy máy
bơm, kết cấu máy bơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm… Trong đó thường
dùng đặc điểm thứ nhất để phân loại máy bơm; theo đặc điểm này máy bơm được
chia làm hai loại: bơm động học và bơm thể tích.
3.1. Bơm động học
Trong buồng công tác của máy bơm động học, chất lỏng nhận năng lượng
liên tục từ cánh bơm truyền cho nó suốt từ cửa vào đến cửa ra của bơm. Loại máy
bơm này gồm có những bơm sau:
3.1.1. Bơm cánh quạt
Bơm cánh quạt (gồm máy bơm nước ly tâm, hướng trục, cánh chéo): Trong
loại máy bơm này, các cánh quạt gắn trên xe công tác (BXCT) sẽ truyền trực tiếp
năng lượng lên chất lỏng để đẩy chất lỏng dịch chuyển. Loại bơm này thường có
lưu lượng lớn, cột áp thấp ( trong bơm nước gọi cụ thể là cột nước ) và hiệu suất
tương đối cao, do vậy thường được dung trong công nghiệp và các ngành cấp nước
khác.

22

Footer Page 22 of 113.


Header Page 23 of 113.

3.1.1.1. Máy bơm nước ly tâm
Bơm ly tâm là loại máy móc xuất hiện khá sớm, thông dụng cả trong công
nghiệp và trong đời sống hàng ngày.
 Nó được sử dụng rộng rãi nhờ có những ưu điểm tuyệt vời sau:
- Bơm ly tâm có cấu tạo khá đơn giản. Do đó hầu hết thợ cơ khí đều có thể tự
gia công và chế tạo một máy bơm ly tâm đơn giản bằng những phương tiện
sẵn có. Việc tháo lắp và sửa chữa bơm rất đơn giản, dễ làm.
- Giá thành tương đối rẻ, diện tích không lớn nên dễ sử dụng và dễ di chuyển.
- Có thể khởi động máy bơm nhanh, dễ dàng điều chỉnh.
- Khi bơm có thể truyền nước đều đặn, liên tục. Ngoài nước ra còn có thể bơm
truyền được các loại chất lỏng khác, thậm chí là hỗn hợp chất rắn và chất
lỏng.
- Dễ thích ứng và nâng cao hiệu suất của liên hợp bơm.
 Ngoài những ưu điểm trên thì bơm ly tâm cũng có các nhược điểm như:
- Không có khả năng tự hút (trước khi khởi động bơm cần đổ đầy chất lỏng
vào bánh cánh và đường ống hút) nên làm tăng giá thành và thiết bị của bơm
thêm phức tạp.
- Hiệu suất thấp khi vòng quay nhỏ.
- Hiệu suất của bơm giảm nhiều khi độ nhớt của chất lỏng cần bơm tăng lên.
- Có sự phụ thuộc giữa hiệu suất của bơm đến chế độ làm việc của nó.
 Cấu tạo của bơm ly tâm (hình 3.1)

23

Footer Page 23 of 113.


Header Page 24 of 113.

Hình 3.1: Các bộ phận của bơm ly tâm
 Xét sơ đồ kết cấu của một bơm ly tâm đơn giản ở hình trên, ta thấy bơm ly
tâm gồm các bộ phận chủ yếu sau:
- Bánh công tác: kết cấu có 3 dạng chính là cánh mở hoàn toàn, mở một phần
và cánh kín. Bánh công tác được lắp trên trục của bơm cùng với các chi tiết
khác cố định với trục tạo nên phần quay của bơm gọi là Roto. Bánh công tác
được đúc bằng gang hoặc thép theo phương pháp đúc chính xác. Các bề mặ
cánh dẫn và đĩa bánh công tác yêu cầu có độ nhẵn tương đối cao để giảm tổn
thất. Bánh công tác và Roto của bơm đều phải được cân bằng tĩnh và cân
bằng động để khi làm việc bánh công tác không cọ xát vào thân bơm.
- Trục bơm: thường được chế tạo bằng thép hợp kim và được lắp với bánh
công tác thông qua mối ghép then. Trục bơm được chế tạo bằng thép hợp
kim hoặc thép chậm gỉ.

24

Footer Page 24 of 113.


Header Page 25 of 113.

- Bộ phận dẫn hướng: bao gồm bộ phận dẫn hướng vào và bộ phận dẫn hướng
ra.
- Ống hút, ống đẩy: hai loại ống này có thể làm bằng gang đúc, tôn hàn hoặc
cao su.

- Một số dạng của bánh công tác bơm ly tâm thường được sử dụng (hình 3.2)

Hình 3.2: Các dạng bánh công tác
 Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm:
- Một vật khi quay quanh trục phải chịu một lực có hướng kéo vật ra xa trục
quay và có phương lực đi qua tâm quay. Đó là lực ly tâm.
- Hạt nước khi nằm trên một đĩa tròn phẳng đang quay sẽ chịu tác dụng của
lực ly tâm và dịch chuyển dần từ tâm quay ra phía ngoài.
- Bơm ly tâm là loại bơm theo nguyên lý lực ly tâm. Nước được dẫn vào tâm
quay của cánh bơm. Nhờ lực ly tâm, nước bị đẩy văng ra mép cánh bơm.
Năng lượng bên ngoài thông qua cánh bơm đã được truyền cho dòng nước,
một phần tạo nên áp năng, một phần tạo thành động năng khiến nước chuyển
động.
- Trước khi bơm làm việc, cần phải làm cho thân bơm (trong đó có bánh công
tác) và ống hút được điền đầy chất lỏng, thường gọi là mồi bơm.
25

Footer Page 25 of 113.