Nghiên cứu bơm hướng trục chìm dùng cho điều kiện cột nước thấp ở đồng bàng sông cửu long

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

Họ và tên tác giả luận văn

Nguyễn Phương Đông
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
Nghiên cứu bơm hướng trục chìm dùng cho điều kiện
cột nước thấp ở Đồng bằng Sông Cửu Long

Chuyên ngành :

Kỹ thuật Máy và Thiết bị Thủy khí

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
1. TS. Phạm Văn Thu

Hà Nội – 2012


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong
bất kỳ cơng trình nào khác.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

HV. Nguyễn Phương Đông

1


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN…………………………………..……………………………2
MỤC LỤC……………………………………………………………..…………3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................ 5
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ 10
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .............................................................. 11
CHƯƠNG 1 ............................................................................................................ 14
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 14
1.1 Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................. 16
1.2. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu .................................................................... 16
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn.................................................. 17
CHƯƠNG 2TỔNG QUAN ......................................................................................... 18
2.1. TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC BƠM HƯỚNG TRỤC CỘT NƯỚC THẤP 18
2.1.1. Bơm hướng trục. ......................................................................................... 18
2.1.2. Tình hình sử dụng và nghiên cứu bơm cột nước thấp ở nước ngồi .............. 18
2.1.3. Tình hình sử dụng và nghiên cứu bơm cột nước thấp ở trong nước .............. 26
2.2. TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ BỘ PHẬN DẪN DÒNG
CỦA BƠM HƯỚNG TRỤC ................................................................................... 31
2.3.1. Phương pháp tương tự hình học ................................................................. 31
2.3.2. Phương pháp một tọa độ............................................................................. 31
2.3.3. Phương pháp lực nâng ................................................................................ 31
2.3.4. Phương pháp XTПZ ................................................................................... 32
2.3.5. Phương pháp phương trình tích phân của Voznhexenski-Pekin ................ 32
2.3.6. Phương pháp phân bố xoáy của Lêxôkhin-Simônôv ................................. 33
2.3.7. Phương pháp điểm kỳ dị của Lêxôkhin ...................................................... 33
2.3. Những vấn đề tồn tại và mục tiêu luận văn cần tập trung giải quyết: .............. 34

2.3.1 Những vấn đề tồn tại: .................................................................................. 34
2.3.2 Mục tiêu luận văn cần giải quyết: ............................................................... 34
CHƯƠNG 3 ................................................................................................................ 35
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................... 35

2


3.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CÁNH CỦA
VOZNHEXENSKI-PEKIN..................................................................................... 35
3.2. Cơ sở lý thuyết thiết kế cánh hướng: ............................................................... 44
3.2.1 Xây dường đường dòng đẳng tốc trong phần dẫn dịng của bơm hướng
trục chìm : ............................................................................................................. 46
3.2.2 Xây dựng đường dòng đẳng thế trong phần dẫn dòng bơm hướng trục
chìm. ..................................................................................................................... 49
3.2.3 Xác định các thơng số tính toán cơ bản của cánh hướng. ........................... 54
3.2.4 Xác định các thành phần vận tốc của dòng chảy ở lối vào và lối ra của
cánh hướng dòng. ................................................................................................. 54
3.2.5 Xác định số cánh của cánh dẫn hướng và độ mau của lưới cánh. ............. 55
3.2.6 Xây dựng biên dạng cánh dẫn hướng. ........................................................ 56
3.2.7 Phương pháp dòng một chiều thiết kế lưới cánh hướng dạng côn. ............ 56
3.2.8 Phương pháp Vơzơnhexenski – Pêkin tính tốn thiết kế prơphin lưới cánh
hướng. ................................................................................................................... 58
3.3 Phương pháp nghiên cứu:.................................................................................. 64
CHƯƠNG 4 ................................................................................................................ 65
TRÌNH BÀY, ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN CÁC KẾT QUẢ .................................. 65
4.1 Công việc đã thực hiện, kết quả thu được: ........................................................ 65
4.1.1 Cánh công tác .............................................................................................. 65
4.1.2 Cánh hướng: ................................................................................................ 74
4.1.3 Băng thử thí nghiệm bộ dẫn dịng bơm mơ hình HTC10:........................... 87

4.1.4 Kết quả số liệu thu được và các biểu đồ :.................................................... 88
4.1.5 Thiết kế, chế tạo bơm nguyên hình HTC55: ............................................... 91
4.2 Đánh giá các kết quả đã đạt được: .................................................................... 94
4.2.1 Đánh giá so sánh cánh hướng cong hai chiều thiết kế bằng phương pháp
đường dòng đẳng tốc và cánh hướng ( trụ ) thiết kế bằng phương pháp Vôzơ
nhexenski – Peekin: .............................................................................................. 94
4.2.2 Đánh giá hiệu suất bộ dẫn dịng bơm HTC10 khi thí nghiệm trên băng thử
tại Viện Bơm và Thiết bị Thủy lợi với mẫu cánh hướng trục mẫu 2 – luận văn
Tiến sỹ của Tiến sỹ Phạm Văn Thu: .................................................................... 97
4.2.3 Đánh giá kết quả bộ dẫn dòng HTC10 với mẫu bơm hướng trục chìm
800QGL-160 có thơng số vịng quay đặc trưng xấp xỉ bơm HTC10: .................. 98

3


4.2.4 Đánh giá so sánh bộ dẫn dòng bơm HTC10 với các mẫu bơm có số vịng
quay đặc trưng cao của Liên Xô cũ ОП7: .......................................................... 100
CHƯƠNG 5 .............................................................................................................. 101
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ................... 101
5.1 Các kết luận rút ra sau khi thực hiện luận văn: ............................................... 101
5.2 Kiến nghị về các nghiên cứu tiếp theo: ........................................................... 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 103

4


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
A

Hệ số dự trữ khi tính [n]

N

Cơng suất

N dc

Cơng suất động cơ

NTL

Cơng suất thuỷ lực

N tr

Công suất trên trục

η

Hiệu suất

 dc

Hiệu suất động cơ

 tl

Hiệu suất thuỷ lực

Q

Hiệu suất lưu lượng

ck

Hiệu suất cơ khí

K

Hệ số dự trữ cơng suất

K Zi

Hệ số phân bố vận tốc hướng trục

K cdi

Hệ số chèn dòng tiết diện thứ i

KQ

Hệ số lưu lượng

KH

Hệ số cột áp

KHtư

Hệ số cột áp tối ưu

C

Hệ số xâm thực

C*

Hằng số tích phân

Cy

Hệ số lực nâng

Cx

Hệ số lực cản

C = max/L

Độ dày tương đối max của prôfin

Z

Số lá cánh

Z1

Số lá cánh của bánh cơng tác

Z2

Số lá cánh của cánh hướng dịng

Ztu

Số lá cánh tối ưu

n

Số vòng quay làm việc của bơm

ni

Vòng quay làm việc ở điểm i của bơm

ns

Số vòng quay đặc trưng của bơm

ntd

Số tiết diện tính tốn

5


H

Cột áp

H1t

Cột áp lý thuyết

Htt

Cột áp tính tốn

Htb

Giá trị trung bình của áp suất tại điểm đo

Hi

Cột áp xác định ứng với số vòng quay làm việc ni

Hhd

Cột áp hút dư nhỏ nhất

H

Tổn thất cột nước trong lưới

HM

Giá trị mạch động áp suất

hh

Độ giảm động áp lực

h

Tổn thất năng lượng tương đối

Q

Lưu lượng

Qtb

Giá trị trung bình của lưu lượng tại điểm đo

QM

Giá trị mạch động lưu lượng

D

Đường kính bánh cơng tác

d

Đường kính bầu bánh cơng tác

d

Tỷ số bầu cánh

Rb

Bán kính bầu cánh

Ri

Bán kính của các tiết diện tính tốn thứ i

Rtb

Bán kính trung bình

RD

Bán kính lớn nhất của cánh ở ngoài biên

 max i

Chiều dày max của các tiết diện i

( max/L)b Độ dày tương đối max ở tiết diện sát bầu
( max/L )DĐộ dày tương đối max ở tiết diện ngoài biên
a, b, ..., x: Sai số giới hạn tương đối của các thông số đo
u

Vận tốc theo



Vận tốc góc



Khe hở giữa cánh cơng tác và vành mịn



Khoảng cách giữa hai lưới cánh công tác và cánh hướng

W

Vận tốc tương đối

w2u

Thành phần theo phương u của vận tốc tương đối sau khi ra

6


khỏi cánh
w1u

Thành phần theo phương u của vận tốc tương đối trước khi

vào cánh
wz

Thành phần theo phương dọc trục của vận tốc tương đối

w

Vận tốc tương đối ở vô cực



Lưu số của cánh công tác

1

Lưu số mỗi lá cánh

p1

Áp suất trước khi vào cánh

p2

Áp suất sau khi ra khỏi cánh



Trọng lượng riêng của nước



Khối lượng riêng của nước

g

Gia tốc trọng trường

 = 2 - 1 Góc ngoặt của vận tốc
bt

Góc ngoặt bình thường của vận tốc

max Góc ngoặt max của vận tốc
o

Gia số độ cong prơfin

õ0

Góc đặc trưng cho độ cong của prơfin

2

Góc W 2 với phương u



Góc của W với phương u

1

Góc W 1 với phương u

2 = 90o - 2 Góc tạo bởi phương của vận tốc W2 và trục z


Góc đặt cánh

 goc

Góc đặt profin gốc cánh

bien

Góc đặt profin ngồi biên



Góc của dịng song phẳng với trục u

T

Bước lưới

To = T/L Bước lưới khi L 0 = 1
T
L

Bước lưới tương đối dãy cánh

7


T
L

( )2 Bước lưới tương đối dãy cánh thứ 2
L

Chiều dài dây cung đường nhân lá cánh

L1

Chiều dài dây cung của cánh công tác lưới thứ nhất

L/T

Mật độ dãy cánh

(L/T)D Mật độ dãy cánh ở ngoài biên
(L/T)b Mật độ dãy cánh ở bầu
(L/T)tb Mật độ dãy cánh ở tiết diện trung bình
(L/T)tuD

Mật độ dãy cánh ở ngồi biên tối ưu

(L/T)tu

Mật độ dãy cánh ở tối ưu

lmơ

Chiều dài bầu cánh

ltđ

Chiều dài của cung tương đương

V

Vận tốc tuyệt đối

Vu

Thành phần theo phương u của vận tốc tuyệt đối

Vz

Thành phần dọc trục của vận tốc tuyệt đối

V1u

Thành phần theo phương u của vận tốc tuyệt đối trước khi

vào cánh
V2u

Thành phần theo phương u của vận tốc tuyệt đối sau khi ra

khỏi cánh
Va1u

Thành phần theo phương u của vận tốc tuyệt đối trước cánh hướng

Va2u

Thành phần theo phương u của vận tốc tuyệt đối sau cánh hướng

 gh

Hệ số xâm thực tới hạn

Re

Số Raynon

v

Hệ số nhớt động năng

t1

Thời gian chuyển dịch tương đối của lưới trên một bước của lưới

thứ nhất
t2

Thời gian chuyển động của sóng dọc theo prơfin

(s)

Mật độ phân bố xốy trên đường nhân

o (t) Hàm dịng của dịng song phẳng khơng nhiễu
1 (t) Hàm dịng cảm ứng tạo bởi các xốy liên hợp

r(s,t) Khoảng cách từ điểm khảo sát của prôfin tới điểm A, tại đó có

8


phân bố xốy d
rk

Khoảng cách giữa điểm z của dịng chảy mà tại đó xác định hàm

số dịng và điểm s trên cung thứ k của lưới.
f = ftđ - ftt : Chênh lệch độ cong của cung tương đương và cung tính tốn
f = f/L : Độ cong tương đối tính bổ sung thêm của cung tương đương

9


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Một số đặc trưng mặt cắt một số kênh chính – ĐBSCL ........................... 16
Bảng 2.1 Các loại máy bơm thông dụng cột áp thấp Liên Xô cũ ............................. 19
Bảng 2-2.Một số bơm loại ОП7 của Liên Xơ cũ có ns = 1000v/ph ......................... 20
Bảng 3.1. Xây dựng đường dòng đẳng tốc trong mặt phẳng kinh tuyến. ................. 47
Bảng 3.2. Xây dựng đường dòng đẳng thế trong mặt phẳng kinh tuyến. ................. 52
Bảng 3.3 Tính độ mau của lưới prôphin cánh hướng với ......................................... 60
chiều cao không đổi của prơphin. ............................................................................. 60
Bảng 3.4. Tính lưới cung mỏng của cánh hướng. ..................................................... 61
Bảng 3.5. Tính cung tương đương của prơphin cánh hướng. ................................... 61
Bảng 4.1 Tính tốn profin bơm Capsule – D =350mm ............................................ 65
Bảng 4.2: Bảng tính tốn các thơng số cơ bản cánh hướng tại lối vào ..................... 74
Bảng 4.3 Vận tốc theo đường dòng trong mặt phẳng kinh tuyến ( khơng kể đến chèn

dịng )......................................................................................................................... 80
Bảng 4.4: Góc bao các đường dịng sau khi chỉnh sửa: ............................................ 88
Bảng 4.5: Kết quả thí nghiệm mơ hình dẫn dòng bơm HTC10 ................................ 88
trên giá thử của Viện Bơm và Thiết Bị Thủy lợi ...................................................... 88
Bảng 4.6 Góc bao cánh hướng thiết kế bằng phương pháp ...................................... 96
Vôzonhexenski - Pekin ............................................................................................. 96

10


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Bản đồ vùng đồng bằng sơng Cửu Long ........................................ 14
Hình 2.1: Các gam bơm cột áp thấp Liên Xơ cũ ............................................ 21
Hình 2-2. Bơm cột nước thấp loại GATE PUMP ......................................... 22
của hãng MIZOTA, Nhật ................................................................................ 22
Hình 2-3. Bố trí nhà trạm loại bơm chìm cột nước thấp của Nhật ................ 23
Hình 2.4: Một số hình ảnh bơm chìm hướng trục của hãng Grundfos .......... 24
Hình 2.5: Một số hình ảnh bơm hướng trục và hướng chéo chìm của Trung
Quốc ................................................................................................................ 25
Hình 2.6: Một số hình ảnh bơm hướng chéo chìm của ABS ......................... 26
Hình 2-7. Sơ đồ lưới prơfin mỏng vơ cùng .................................................... 36
và phân bố xoáy trên đường nhân. .................................................................. 36
Hình 2-8. Biểu đồ quan hệ   f (T0 , 0 ) ........................................................ 40
Hình 2.9. Các đường cong biểu diễn quan hệ phụ thuộc của L* ................... 43
vào bước lưới tương đối T/L và góc đặt  của prơfin. .................................. 43
Hình 2-10. Đồ thị quan hệ f / C=f(L/T,  ). ................................................ 44
Hình 3.1: Mặt cắt kinh tuyến buồng cánh hướng bơm Capsule..................... 44
Hình 3.2. Sơ dồ kết cấu sơ bộ máy bơm hướng trục chìm HTC55 ................ 46
Hình 3.3. Sơ đồ phần dẫn dịng bơm hướng trục chìm và ............................. 47
sơ bộ xây dựng đường dòng đẳng tốc ............................................................. 47

Hình 3.4 Phân bố vận tốc theo đường dịng đẳng tốc ................................... 49
trong mặt phẳng kinh tuyến............................................................................. 49
Hình 3.5 Sơ đồ xây dựng đường dòng đẳng thế trong mặt phẳng kinh tuyến50
Hình 3.6. Biểu đồ xác định gia số chiều dài đường đẳng thế  ................... 51
Hình 3.7. Sơ đồ đường dòng đẳng thế trong mặt ........................................... 53
phẳng kinh tuyến ............................................................................................. 53

11


Hình 3.8. Phân bố vận tốc theo đường dịng đẳng thế trong .......................... 53
mặt phẳng kinh tuyến ...................................................................................... 53
Hình 3.9. Biểu đồ Khâuel ............................................................................... 55
L/T = f(, 2) ................................................................................................ 55
Hình 3.10:Dựng prôphin cánh hướng trên mặt phẳng BHBG ....................... 57
bằng phương pháp dịng một chiều ................................................................. 57
Hình 3. 11: Sơ đồ BHBG mặt nón sang mặt trụ trải ra trên mặt phẳng ......... 58
Hình 3.12. Bản vẽ dưỡng chế tạo cánh hướng dịng dạng hướng trục ........... 63
Hình 4.1 Bản vẽ xây dựng đường nhân profil và đắp độ dày profil .............. 69
Hình 4.2: Bản vẽ xây dựng dưỡng cánh hướng.............................................. 70
Hình 4.3: Bản vẽ kiểm tra tiết diện bánh cơng tác ......................................... 71
Hình 4.4: Dưỡng cánh cánh cơng tác và cánh mẫu cánh công tác ................ 72
chế tạo từ keo eboxy + bột đá ......................................................................... 72
Hình 4.5: Cánh cánh cơng tác HTC10 ........................................................... 73
Hình 4.6: Bản vẽ chia đường dịng cánh hướng ............................................. 76
Hình 4.7: Quan hệ y – l với các đường dịng tương ứng ................................ 77
Hình 4.8: Bản vẽ phân bố vận tốc theo đường dòng trong mặt phẳng kinh
tuyến ................................................................................................................ 81
Hình 4.9: Bản vẽ xây dựng đường dịng đẳng tốc trong mặt phẳng kinh tuyến82
Hình 4.10: Bản vẽ xây dựng sơ bộ đường dòng trên mặt phẳng biến hình bảo

giác .................................................................................................................. 83
Hình 4.11: Bản vẽ hình chiếu bằng và đắp độ dày cánh hướng sau chỉnh sửa84
Hình 4.12: Bản vẽ kiểm tra các tiết diện cánh hướng .................................... 85
Hình 4.13: Bản vẽ xây dựng dưỡng chế tạo cánh hướng ............................... 86
Hình 4.14: Bản vẽ sơ đồ thí nghiệm bơm mơ hình HTC10 tại Viện Bơm và
TBTL ............................................................................................................... 87
Hình 4.15: Đồ thị thể hiện các quan hệ H-Q, N- Q và η –Q .......................... 90

12


Hình 4.16: Bản vẽ thiết kế bơm nguyên hình HTC55 ................................... 91
Hình 4.17: Bản vẽ bơm nguyên hình HTC55 trên mơi trường 3D ................ 92
Hình 4.18: Một số hình ảnh bơm nguyên hình HTC55 trên băng thử hở - Viện
Bơm và Thiết bị Thủy lợi ................................................................................ 93
Hình 4.19: Đồ thị đặc tính của bơm HTC55 trên băng thử hở của Viện Bơm
và Thiết bị Thủy lợi ......................................................................................... 93
Hình 4.20: Cánh hướng xây dựng bằng phương pháp đường dòng đẳng tốc 94
Hình 4.21: Bản vẽ xây dựng cánh hướng HTC10 cánh trụ theo .................... 95
phương pháp Vô zơ nhexenski – Pêkin .......................................................... 95
Hình 4.22: So sánh kết quả bộ dẫn dịng bơm HTC10 với mẫu số 2 ............. 97
Hình 4.23: Thơng số bơm 800QGL-160 của Trung Quốc ............................. 99

13


CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là một trung tâm nông nghiệp lớn nhất của
nước ta. Sông Cửu Long đã mở ra một tiềm năng khai thác to lớn trong tất cả các

ngành khác nhau. Tuy vậy, tình trạng mất cân đối về nguồn nước vẫn phổ biến, mùa
lũ nước quá thừa và mùa kiệt nước thiếu nghiêm trọng, cộng thêm nạn nhiễm mặn
do thủy triều biển Đông và vịnh Thái lan gây ra làm hạn chế việc sản xuất nơng
nghiệp (Sơng Mekong có diện tích lưu vực vào khoảng 795.000 - 810.000 km2,
chiều dài dịng chính là 4.350 km, tổng lượng dòng chảy năm xấp xỉ trên 500 tỷ m3
nước).

Hình 1.1: Bản đồ vùng đồng bằng sơng Cửu Long
Địa hình ĐBSCL thấp và phẳng, ít đồi núi trừ một số ở vùng Thất Sơn (An
Giang), độ dốc bình qn 1 cm/km (1/100.000), có những vùng trũng như vùng
Đồng Tháp Mười, vùng từ giác Long Xuyên - Hà Tiên và một số vùng trũng nhỏ ở

14


U Minh. Đây có thể xem là các hồ chứa thiên nhiên chứa nước lụt trong mùa lũ, góp
phần vào việc điều tiết nước của sông Cửu Long. Tuỳ theo mức độ bị ngập, ta chia
vùng này thành 3 khu vực:
+ Vùng ngập sâu: ngập 2 - 3 m, chiếm khoảng 800 ngàn ha.
+ Vùng ngập trung bình: ngập 0,5 - 2 m, chiếm khoảng 500 ngàn ha.
+ Vùng ngập nông: ngập 0,1 - 0,5 m, là những vùng trũng cịn lại.
Vùng ĐBSCL có một mạng lưới kinh rạch chằng chịt bao gồm các hệ thống
sông rạch tự nhiên và các kênh mương nhân tạo với tổng chiều dài trên 5.000 km
với nhiều kích thước khác biệt nhau.
Phần lớn đất đai ĐBSCL canh tác lúa 1 - 2 vụ/năm, một số nơi có thêm 1 vụ
màu vào mùa khơ. Những vùng có cơng trình thủy lợi tốt có thể canh tác 3 vụ /năm.
Hệ số sử dụng đất là 1,12. Nếu chủ động được nước, chắc chắn khả năng tăng vụ và
sản lượng nông nghiệp của ĐBSCL sẽ tăng lên đáng kể.

15

Bảng 1.1: Một số đặc trưng mặt cắt một số kênh chính – ĐBSCL
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Xuất phát từ đặc điểm chế độ khí tượng – thủy văn trên của ĐBSCL, nghiên
cứu một loại bơm phù hợp với cột nước địa hình và điều kiện canh tác là một yêu
cầu cấp thiết của thực tế.
Nghiên cứu thành cơng loại bơm mới sẽ góp phần đảm bảo tiêu thoát nước
ổn định, tạo điều kiện tăng vụ sản xuất góp phần an ninh lương thực.
1.2. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu
Phạm vi và đối tượng nghiên cứu của luận văn là nghiên cứu một bộ cánh và
cánh hướng loại có ns cao 1200v/ph và kết cấu bơm dạng Capsule (bơm có động cơ
chìm nằm trong thân bơm thành một khối) có thể lắp theo phương thẳng đứng hoặc
nằm ngang, vận hành đơn giản, cơng trình trạm đơn giản, bơm có thể lắp trên cửa
van, trên các kênh dẫn, …

16


1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn
Việc nghiên cứu bơm kết cấu dạng Capsule sẽ có ý nghĩa khoa học và thực
tiễn lớn. Đây là một dạng bơm mới, chưa được nghiên cứu, chế tạo trong nước.
Phần dẫn dịng của bơm có những đặc điểm riêng thoả mãn kết cấu của bơm.
Luận văn là một tài liệu có thể tham khảo khi nghiên cứu, chế tạo các mẫu
bơm cột nước thấp, lưu lượng lớn phục vụ cho nông nghiệp.

17


CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN
2.1. TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC BƠM HƯỚNG TRỤC CỘT NƯỚC THẤP
2.1.1. Bơm hướng trục.
Bơm hướng trục là bơm trong đó dịng chảy chuyển động qua phần dẫn dòng
theo phương hướng trục.
Các bơm hướng trục được nghiên cứu và thiết kế chế tạo hiện nay thường có
cột nước H từ 2m đến 20m, với lưu lượng Q lớn đến 100.000 m3/h. Để phân biệt các
loại bơm người ta dựa vào số vòng quay đặc trưng ns. Những bơm hướng trục được
nghiên cứu thiết kế và chế tạo sử dụng hiện nay thường có n s nằm trong phạm vi
từ 450v/ph đến 1000v/ph.
Bơm hướng trục được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của nền kinh tế,
đặc biệt là vấn đề tiêu thốt nước ở các đơ thị, ở các khu công nghiệp, khu vực
đồng bằng ven biển, hoặc để chuyển nước các lưu vực…
Ở hình 2-1 cho thấy các gam bơm hướng trục được Liên Xô cũ trước đây
nghiên cứu đã phủ đầy ở các vùng làm việc của cột nước H từ 2,5m đến 20m và
lưu lượng Q từ 1.800 m3/h đến 100.000 m3/h[4].
2.1.2. Tình hình sử dụng và nghiên cứu bơm cột nước thấp ở nước ngoài
Các loại bơm hướng trục lưu lượng cao, cột nước thấp đã được lưu ý từ rất
lâu, khi mà giai đoạn xây dựng chế độ xã hội chủ nghĩa ở các nước thuộc Liên Xô
cũ đang phát triển. các bơm được nghiên cứu cho việc vận chuyển nước điều hồ
các lưu vực sơng lớn, bơm tưới tiêu thuỷ lợi…và được công bố rộng rãi gồm 4 loại:
O, ОП, BП và ОПB[5].
Bảng liệt kê các gam bơm của loại O và OΠ dưới đây cho thấy thành tựu về
lĩnh vực bơm cột nước thấp của Liên Xô trước đây. Các loại bơm này thường có n s

18


cách nhau 100v/ph. Thông số kỹ thuật của một số loại bơm này được trình bày
trong bảng 2-1[4].

Bảng 2.1 Các loại máy bơm thông dụng cột áp thấp Liên Xô cũ
Loại bơm
H(m)
ns
Q(m 3 /s)
O5-47

1764-3996

3.75 - 10.3

700

O5-55

3708-6444

10 - 12.2

700

06-55

2232-5580

3.2 - 9.7

900

ОП2- 87

7488 - 13284

8.3 – 15.1

500

ОП3 - 87

8892 - 14580

14.8 – 23.8

600

ОП5-87

8784 - 14220

7.15 – 11.7

700

ОП6-87

5328 - 14544

2.7 – 8.3

900

ОП2-110

11160 - 22320

8.8 – 15.3

500

ОП3-110

14400 - 22500

14.6 – 22.8

600

ОП5-110

14760 - 23892

7.8 – 11.5

700

ОП6-110

7956 - 22392

2.5 – 7.6

900

ОП2-145

19260 - 38448

8.8 – 16.4

500

ОП5-145

24120 - 41040

7.7 – 12.8

700

ОП6-145

14400 - 38520

2.7 – 8.2

900

ОП10-145

25920 - 39960

12.9 - 18

600

ОП2-185

27720 - 54900

6.8 – 12.7

500

ОП6-185

26280 - 54720

3.25 – 6.1

900

ОП10-185

49320 - 74880

17.7 – 24.5

600

ОП11-185

52920 - 79920

12.7 – 20.4

800

ОП10-260

102240 - 152640

21 – 27.8

600

ОП11-260

109800 - 163440

15 – 22.2

800

Đặc biệt có một gam bơm của Liên Xô cũ đã nghiên cứu thành công với ns
 1000v/ph, đó là gam ОП7. Thơng số kỹ thuật của một số bơm ОП7 được thống

kê trong bảng 2-2[3].

19

Bảng 2-2.Một số bơm loại ОП7 của Liên Xô cũ có ns = 1000v/ph
Loại bơm
О7- 47
О7- 70
ОП7- 87
ОП7-110

3

Q(m /h)
1870
4100
6000
9570

H
(m)
2.2
2.2
1.96
1.9

20

n
(v/ph)
730
485
365

290

η(%)
80
80
81
82

Cơng suất
N(kw)
21
44
56
88


Hình 2.1: Các gam bơm cột áp thấp Liên Xơ cũ
Ở Nhật đã xuất hiện nhiều đề tài nghiên cứu bơm cột nước thấp và các sản phẩm
được công bố năm 2004 mang tên GATE PUMP của hãng MIZOTA [2]. Thơng số
của các loại bơm này có thể xem ở bảng 2-3.

21


Hình 2-2. Bơm cột nước thấp loại GATE PUMP
của hãng MIZOTA, Nht

Đ-ờng kính cánh

L-u l-ợng(m 3 /ph)

L-u l-ợng (m 3 /s)

D300

16-26

0.27-0.43

D350

26-36

0.43-0.60

D400

36-48

0.60-0.80

D500

48-72

0.80-1.20

D600

72-100

1.20-1.67

D700

100-140

1.67-2.33

D800

140-180

2.30-3.00

D900

180-230

3.00-3.83

D1000

230-300

3.83-5.00

D1200

300-360

5.00-6.00

bánh công tác (mm)

Bng 2.3: Danh mc bm ca hóng MIZOTA ( Nhật )

22


Những bơm này đang được ứng dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế, mà đặc
biệt cho lĩnh vực tiêu thốt nước.

Hình 2-3. Bố trí nhà trạm loại bơm chìm cột nước thấp của Nhật
Một số hình ảnh bơm chìm hướng trục của hãng Grundfos – Đan Mạch:

23


Hình 2.4: Một số hình ảnh bơm chìm hướng trục của hãng Grundfos
Một số hình ảnh bơm hướng trục – hướng chéo chìm của Trung Quốc:

24