Tiểu luận bơm quạt máy nén: Tìm hiểu về bơm ly tâm và hiện tượng xâm thực

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

TIỂU LUẬN
MÔN BƠM, QUẠT, MÁY NÉN
Đề tài: Tìm hiểu về bơm ly tâm và
hiện tượng xâm thực

Giáo viên hướng dẫn: ThS. Bùi Thanh Hùng
Mã lớp:
125949
Học kỳ:
20202
Sinh viên thực hiện: Ngô Quang Nguyên
MSSV:
20172087

Hà Nội
Tháng 6 - 2021


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay bơm, quạt, máy nén là những máy cơng tác thủy khí được sử dụng rộng rãi
trong các ngành công nghiệp và đời sống của chúng ta.
Bên cạnh những máy động lực, động cơ đốt trong, bơm, quạt, máy nén có vai trị rất
quan trọng góp phần tăng tính ổn định, hiệu quả và an tồn trong hệ thống sản xuất, cung
cấp và tiêu thụ năng lượng.
Máy bơm có nhiều ưu điểm nổi bật, vì thế nó được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều
ngành nghề, lĩnh vực khác nhau từ công nghiệp đến dân dụng. Điển hình máy bơm ly tâm
được ứng dụng để vận chuyển các chất lỏng có độ nhớt thấp như nước ngọt, nước biển.
Sử dụng trong những hệ thống bơm có lưu lượng lớn mà không cần đến cột áp cao nhưng

cần có lưu lượng đều và lớn. Bơm sử dụng trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp khác
nhau như: Hệ thống làm mát trong các phòng làm lạnh, trong phòng cháy chữa cháy, hay
để tưới tiêu cho cây trồng,... Máy bơm ly tâm đã dần trở thành một vật không thể thiếu
trong cuộc sống hiện nay.
Trong quá trình học tập trên lớp và nghiên cứu thêm các tài tài liệu về bơm ly tâm, em
nhận thấy hiện tượng xâm thực ảnh hưởng rất lớn đến bơm ly tâm. Đặc biệt là ảnh hưởng
đến việc hoạt động và làm việc của bơm, lâu dần sẽ phá hủy bơm gây thiệt hại rất nhiều
về kinh tế cho người dân và các xí nghiệp. Chính vì vậy trong bài tiểu luận này sẽ làm về
đề tài: “Tìm hiểu về bơm ly tâm và hiện tượng xâm thực.”
Qua bài tiểu luận này em cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy Bùi Thanh Hùng và thầy
Bùi Hồng Sơn đã nhiệt tình giảng dạy, giúp đỡ em trong quá trình học tập. Em hi vọng
thầy đánh giá và góp ý để bài tiểu luận của em có thể hồn thiện hơn.


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BƠM LY TÂM ...................................................... 1
1.1

1.2

1.3

1.4

Khái quát về bơm ly tâm ....................................................................................... 1
1.1.1

Sơ lược về bơm ly tâm ............................................................................ 1

1.1.2

Sơ đồ cấu tạo máy bơm ........................................................................... 1

1.1.3

Các bộ phận chính của bơm ly tâm ......................................................... 2

1.1.4

Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm ........................................................ 6

1.1.5

Phân loại máy bơm ly tâm ....................................................................... 6

Các thông số cơ bản của bơm ly tâm .................................................................... 7
1.2.1

Lưu lượng ................................................................................................ 7

1.2.2

Cột áp....................................................................................................... 7

1.2.3

Cơng suất ................................................................................................. 7

Phương trình làm việc của bơm ly tâm ................................................................. 8
1.3.1

Phương trình cột áp lý thuyết .................................................................. 8

1.3.2

Cột áp thực tế........................................................................................... 9

Hiệu suất của bơm ly tâm và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của bơm ly tâm
9
1.4.1

Tổn thất thể tích ....................................................................................... 9

1.4.2

Tổn thất thủy lực ..................................................................................... 9

1.4.3

Tổn thất cơ khí ......................................................................................... 9

1.5

Quan hệ tương tự trong bơm ly tâm .................................................................... 10

1.6

Đường đặc tính làm việc của bơm ly tâm ........................................................... 10

1.7

1.8

1.6.1

Đường đặc tính làm việc, đường đặc tính tính tốn .............................. 11

1.6.2

Cơng dụng của các đường đặc tính ....................................................... 14

1.6.3

Đường đặc tính tổng hợp ....................................................................... 14

Ghép bơm ly tâm ................................................................................................. 15
1.7.1

Ghép song song ..................................................................................... 15

1.7.2

Mắc nối tiếp ........................................................................................... 18

Lực hướng trục trong bơm ly tâm ....................................................................... 20

CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU KHẮC PHỤC HIỆN TƯỢNG XÂM THỰC ........ 23
2.1

Bản chất của hiện tượng xâm thực ...................................................................... 23
2.1.1

Bản chất ................................................................................................. 23

2.1.2

Ảnh hưởng của hiện tượng xâm thực đến vật liệu ................................ 24


2.1.3
2.2

2.3

Ảnh hưởng của hiện tượng xâm thực đến đường đặc tính của bơm ..... 24

Nguyên nhân và dấu hiệu nhận biết .................................................................... 25
2.2.1

Nguyên nhân .......................................................................................... 25

2.2.2

Dấu hiệu nhận biết xâm thực ................................................................. 26

Một số biện pháp khắc phục và ngăn ngừa hiện tượng xâm thực ...................... 26
2.3.1

Một số biện pháp khắc phục và ngăn ngừa ........................................... 26

2.3.2

Tính áp suất cửa hút của bơm để tránh xâm thực.................................. 27

2.3.3

Tính vận tốc của chất lỏng ở đầu vào .................................................... 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BƠM LY TÂM
1.1 Khái quát về bơm ly tâm
1.1.1 Sơ lược về bơm ly tâm
Bơm ly tâm là loại máy thuỷ lực cánh dẫn, trong đó việc trao đổi năng lượng giữa máy
với chất lỏng được thực hiện bằng năng lượng thuỷ động của dòng chảy qua máy. Bộ phận
làm việc chính của bơm ly tâm là các bánh cơng tác trên đó có nhiều cánh dẫn để dẫn dịng
chảy. Biên dạng và góc độ bố trí của các cánh dẫn ảnh hưởng trực tiếp đến các thành phần
vận tốc của dịng chảy nên có ý nghĩa rất quan trọng trong việc trao đổi năng lượng của
máy với dịng chảy. Khi bánh cơng tác của bơm ly tâm quay, các cánh dẫn của nó truyền
cơ năng nhận được từ động cơ cho dòng chất lỏng đi qua nó tạo thành năng lượng thuỷ
động cho dịng chảy.
Nói chung năng lượng thuỷ động của dịng chảy bao gồm 2 thành phần chính: động
năng và áp năng. Chúng có mối quan hệ mật thiết với nhau. Trong quá trình làm việc của
bơm, sự biến đổi động năng bao giờ cũng kéo theo sự biến đổi áp năng. Tuy nhiên đối với
máy thuỷ lực cánh dẫn như bơm ly tâm, mỗi loại kết cấu máy cụ thể thì sự biến đổi áp
năng chỉ đạt đến một giới hạn nhất định. Nó khác với máy thuỷ lực thể tích. Ở máy thuỷ
lực thể tích, năng lượng trao đổi của máy với chất lỏng có thành phần chủ yếu là áp năng,
cịn thành phần động năng khơng đáng kể. Cịn ở máy thuỷ lực cánh dẫn như bơm ly tâm,
năng lượng cột áp chỉ tăng tới mức cần thiết, còn lại tồn bộ năng lượng thuỷ động của
dịng chảy nhận được từ máy biến thành động năng.

Chính vì vậy việc dùng các máy bơm ly tâm để vận chuyển chất lỏng từ một điểm này
đến điểm khác chiếm một ưu thế hơn hẳn so với các loại máy thuỷ lực khác.
1.1.2 Sơ đồ cấu tạo máy bơm

Hình 1-1 Sơ đồ cấu tạo của bơm ly tâm một cấp kiểu Canson
1- Bánh xe công tác; 2- Trục; 3- Đĩa trước; 4- Đĩa sau;
5- Bánh xe công tác; 6-Buồng xoắn; 7- Ống hút; 8- Ống đẩy
Bộ phận chính và quan trọng nhất của bơm ly tâm là bánh xe công tác 1, lắp cố định
trên trục 2, bánh xe công tác gồm đĩa trước 3, đĩa sau 4, giữa hai đĩa là các cánh 5, có chiều
1


cong ngược với chiều quay của bánh xe được đặt trong buồn xoắn. Chất lỏng được dẫn
vào trong bánh xe công tác qua ống hút 7 và dẫn ra khỏi bơm qua ống đẩy 8. Giữa trục
bơm và vỏ đặt vịng bít (cịn gọi là cụm nắp bít) để ngăn khơng cho chất lỏng chảy ra ngồi
hoặc khí từ ngồi xâm nhập vào bên trong thân bơm.
Trước khi làm việc thì ống hút và thân bơm phải chứa đầy nước. Công việc này gọi là
mồi bơm. Khi bánh xe công tác quay, dưới tác dụng của lực ly tâm, chất lỏng chứa đầy
trong kênh giữa các cánh chuyển động từ tâm ra khỏi bánh xe công tác với vận tốc khá
lớn, rồi sau đó đi vào buồng xoắn. Tại đây, sự chuyển động của chất lỏng điều hòa hơn và
theo chiều dòng chảy, tiết diện buồng xoắn tăng dần, vận tốc chuyển động của chất lỏng
giảm dần để biến một phần áp lực động của dòng chảy sau bánh xe thành áp lực tĩnh. Sau
khi ra khỏi buồng xoắn, chất lỏng vào ống đẩy và ra bể chứa.
Đồng thời với q trình trên, tại cửa vào bánh xe cơng tác áp suất giảm xuống nhỏ hơn
áp suất khơng khí rất nhiều. Trên mặt thoáng của nước trong bể hút lại chịu tác dụng của
áp suất khơng khí. Do chênh lệch áp suất, nước từ bể hút liên tục chảy qua ống hút vào
máy bơm.
Trong bơm ly tâm, quá trình hút và đẩy diễn ra liên tục, đồng thời. Vì vậy sự cấp chất
lỏng của bơm cũng liên tục và đều đặn.
1.1.3 Các bộ phận chính của bơm ly tâm

Hình 1-2 Máy bơm ly tâm trục ngang một của vào
1- đầu nối ống đẩy; 2-đầu nối ống hút; 3-buồng xoắn; 4- vỏ bơm; 5- ổ trục; 6-then
lắp khớp nối trục; 7- trục; 8- đế; 9- buồng chứa dầu; 10- bích ép túp; 11-vòng túp; 12vòng chia nước; 13- đĩa chủ động; 14- cánh bánh xe công tác; 15,20- đệm chống thấm;
16- đai ốc; 17- then lắp bánh xe công tác; 18- lỗ giãm tãi; 19- ống bao bảo vệ trục.

2


a, Bánh xe cơng tác

Hình 1-3 Bánh xe cơng tác kiểu kín
dẫn nước vào một phía

Hình 1-4 Bánh xe cơng tác kiểu hở
dẫn nước vào một phía

1-Đĩa trước; 2-Đĩa sau; 3-Cánh; 4-Bạc
1- Cánh; 2- Đĩa; 3- Bạc
Bánh xe công tác là bộ phận quan trọng nhất của máy bơm. Nó có nhiệm vụ truyền năng
lượng nhận được từ động cơ cho chất lỏng. Bánh xe cơng tác kiểu kín dẫn nước vào một
phía (Hình 1-4) gồm đĩa trước và đĩa sau, ở đĩa sau có cánh bạc để lắp trục bơm.
Bánh xe kiểu hở (Hình 1-3) khác bánh xe kiểu kín là khơng có đĩa trước, các cánh lắp
sát với vỏ bơm. Bánh xe kiểu hở thường dùng với những bơm chất lỏng có hạt (bơm bùn
đất, bơm cát sỏi…). Đôi khi các loại bơm giếng khoan cũng sử dụng bánh xe cơng tác kiểu
hở.

Hình 1-5 Bánh xe cơng tác kiểu kín dẫn nước vào hai phía
Bánh xe dẫn nước vào hai phía (Hình 1-5) có hai đĩa ngồi và một đĩa trong. Bạc lắp
trục ở đĩa trong. Bánh xe nước vào hai phía thường dùng với những bơm có lưu lượng lớn,

khi đó đặc tính làm việc của bơm sẽ tốt hơn. Với cách dẫn nước vào bánh xe như vậy sẽ
không gây ra lực hướng trục khi bơm làm việc và cho phép bố trí hai ổ trục ở hai phía bánh
xe làm tăng độ cứng vững của bơm
Bánh xe cơng tác của bơm ly tâm thường có 6 – 8 cánh. Với những bơm dùng để bơm
chất lỏng bẩn, bơm bùn đất thì cánh bánh xe sẽ ít hơn, thường có 1-4 cánh . Kích thước
phần dẫn dịng của bánh xe được xác định nhờ tính tốn thuỷ động. Bánh xe chịu tác dụng
của nhiều lực: phản lực dòng chảy, lực ly tâm và nếu bánh xe lắp căng trên trục thì cịn có
phản lực tác dụng tại chỗ lắp.

3


Ngoài việc thỏa mãn các yêu cầu về thuỷ động của phần dẫn dịng và độ bền cơ khí, việc
thiết kế bánh xe phải tạo nên dạng thuận lợi cho việc đúc và gia cơng cơ khí. Cơng nghệ đúc
ngày nay cho phép chế tạo bánh xe cơng tác có phần dẫn dịng với độ chính xác cao và bề mặt
các rãnh sạch, không cần phải gia công thêm nữa.
Vật liệu chế tạo bánh xe công tác của bơm phải đáp ứng đươc các yêu cầu về tổ hợp độ bền
cơ học, độ giãn nở, tính chống ăn mịn và chống mài mịn cao. Tính chất cơ học của vật liệu
phải đảm bảo độ bền của bánh xe không những trong các điều kiện làm việc bình thường mà
cả trong các chế độ đặc biệt có thể xuất hiện khi làm việc. Vật liệu khơng những phải bền mà
cịn phải dẻo để trường hợp có dị vật trơi lọt vào bơm thì khơng làm hỏng bánh xe. Do khe hở
giữa bánh xe và đệm chống thấm rất bé nên bánh xe có thể chạm tức thời vào đệm. Bởi vậy
vật liệu bánh xe phải có tính chống mài mịn tốt. Ngồi ra, bánh xe có thể bị han gỉ do tính
chất hố học và sinh vật sống trong nước. Vận tốc dòng chảy rất lớn trong bánh xe và khe hở
của đệm chống thấm, tạo nên điều kiện làm việc rất xấu, dẫn đến vật liệu dễ mặt ăn mòn, han
gỉ. Vật liệu bánh xe phải có tính đúc tốt và dễ dàng gia cơng cơ khí.
Đa số các trường hợp bánh xe công tác chế tạo bằng gang xám. Bơm dùng để bơm hoá chất
chế tạo bằng gang silic, nhược điểm của loại vật liệu này là rất dòn. Những máy bơm lớn , áp
lực cao, bánh xe chế tạo bằng thép không gỉ. Những bơm bơm chất lỏng có chứa bột, bánh xe
chế tạo bằng thép mangan để nâng cao độ cứng.

Trong thời gian gần đây, người ta có sử dụng chất dẻo, loại vật liệu có độ bền cơ học tương
đối cao và chịu được tác dụng của mơi trường khí thực để chế tạo bánh xe cơng tác.
b, Ống vào

Hình 1-6 Sơ đồ cấu tạo bộ phận dẫn dịng và bánh xe cơng tác của
bơm ly tâm
a-Kiểu hướng trục; b-Kiểu dẫn nước từ phía bên; c-Kiểu nửa xoắn
Ống vào kiểu dẫn nước từ phía bên tổn thất thuỷ lực lớn hơn cả, nhưng đảm bảo cho
máy bơm làm việc chắc chắn, việc bố trí ống hút, ống đẩy thuận tiện. Ống vào kiểu nửa
xoắn kết cấu phức tạp, tổn thất thuỷ lực lớn so với loại chóp hướng trục. Nhưng ống vào
loại này cho phép giảm nhỏ kích thước biến dạng máy bơm theo chiều trục, rất thuận lợi
khi sử dụng cho bơm nước vào hai phía và bơm nhiều cấp.
c, Ống tháo dịng
Ống tháo dịng có nhiệm vụ dẫn chất lỏng sau khi ra khỏi bánh xe cơng tác vào ống đẩy.
Ống tháo dịng phải đảm bảo được hai yêu cầu: Thứ nhất là bảo đảm dòng chảy đối xứng
4


so với trục khi ra khỏi bánh xe công tác, do đó tạo điều kiện cho dịng chảy tương đối ổn
định ở vùng bánh xe công tác. Thứ hai là biến động năng của dịng chảy ở sau bánh xe
cơng tác thành thế năng. Ống tháo dòng là một bộ phận rất quan trọng của phần dẫn dịng,
nó ảnh hưởng lớn đến sự hoàn thiện kỹ thuật của bơm.
Ống tháo dịng thường có ba loại chính : Ống tháo kiểu xoắn, ống tháo kiểu cánh, ống
tháo kiểu vòng khuyên. Ống tháo kiểu xoắn gồm một rãnh xoắn có tiết diện bất kỳ hoặc
tiết diện tròn và ống loe. Theo chiều dịng chảy trong rãnh xoắn, diện tích tiết diện tăng
dần theo sự tăng lưu lượng, cịn vận tốc trung bình của dịng chảy thì lại giảm dần. Sự
giảm vận tốc chủ yếu xảy ra ở phần ống loe sau rãnh xoắn. Ống tháo kiểu xoắn có dạng
chảy lượn hồn thiện, hiệu suất thuỷ lực cao, kết cấu đơn giản. Nó được sử dụng rộng rãi
không chỉ ở bơm một cấp mà cả ở bơm nhiều cấp.
Ống tháo kiểu cánh về nguyên tắc làm việc cũng giống ống tháo xoắn, sự khác nhau chủ

yếu của chúng là về cấu tạo và cơng nghệ gia cơng. Tiết diện ống tháo cánh có dạng chữ
nhật, thuận tiện cho việc gia cơng cơ khí. Về mặt thuỷ lực, ống tháo cánh có nhiều nhược
điểm hơn so với ống tháo xoắn. Khi chế độ làm việc thay đỗi trong ống tháo cánh xuất
hiện tổn thất cục bộ do dòng chảy chảy vào ống tháo bị lệch hướng so với tính tốn. Vì thế
ống tháo cánh chỉ dùng trong một số kết cấu bơm nhiều cấp.
Ống tháo kiểu vành khuyên là một rãnh tiết diện không thay đổi nằm xung quanh cửa
ra của bánh xe công tác. Loại ống tháo này dùng cho những bơm bơm chất lỏng bẩn. Do
tiết diện vịng rãnh khun khơng thay đổi nên vận tốc chuyển động trung bình của chất
lỏng ở các tiết diện khác nhau sẽ khác nhau, tính chất đối xứng của dòng chảy bị phá vỡ,
dẫn đến sự tăng tổn thất thuỷ lực.
d, Trục bơm
Trục bơm thường chế tạo bằng thép nếu bơm làm việc với chất lỏng có chứa chất ăn
mịn. trục chế tạo bằng thép khơng gỉ, kích thước trục xác định từ điều kiện bền, từ độ biến
dạng cho phép dưới tác dụng của tải trọng động và tĩnh và từ giá trị tới hạn của số vịng
quay.
Bánh xe cơng tác được cố định trên trục nhờ then và đai ốc định vị. Trong nhiều trường
hợp, trên trục lắp ống bao bảo vệ để chống sự ăn mòn và sự mài mòn. Ở một đầu trục có
lắp bánh đai hoặc nửa khớp nối để nối với trục động cơ điện.
e, Ổ trục
Ổ trục có thể dùng ổ bi hoặc ổ trượt để chịu tải trọng hướng tâm hoặc hướng trục tác
dụng lên roto. Chọn kiểu ổ trục nào phụ thuộc vào vận tốc quay ở trục, phụ tải và công dự
trữ để bơm làm việc. Ổ bi có kích thước nhỏ gọn, lắp ráp đơn giản, thay thế dễ dàng nhưng
tuổi thọ kém ổ trượt. Những bơm cỡ lớn, quan trọng và quay nhanh, thường dùng ổ trượt
có tráng một lớp babít. Trong nhiều trường hợp khi bơm làm việc với nước lạnh, người ta
dùng ổ trượt lót cao su tổng hợp.
f, Vỏ bơm
Tuỳ thuộc vào ứng suất cơ học, vỏ bơm có thể được chế tạo bằng gang hoặc thép. Vỏ
bơm bao gồm những bộ phận để dẫn và tháo dòng chảy ra khỏi bánh xe và cũng để nối các
chi tiết không chuyển động thành một khối chung. Phần dẫn dòng ở bơm có ống tháo kiểu

5


xoắn thường được chế tạo liền với vỏ đúc. Đều đó làm rãnh có dạng thuận lợi về mặt thuỷ
động và việc gia cơng cơ khí được đơn giản đến mức tối đa.
g, Đệm chống thấm
Giữa cửa vào của bánh xe và vỏ bơm có một khe hở nhỏ để tránh sự cọ sát của bánh xe
vào vỏ. Do sự chênh áp lực, có một phần chất lỏng sau khi qua banh xe bị quay lại miệng
hút hoặc cấp trước (ở bơm nhiều cấp) qua khe hở này. Để giảm lượng chất lỏng này, tại
đây người ta đặt những vòng đệm chống thấm bằng gang, thép hoặc đồng có thể thay thế
được khi hư hỏng. Đệm có nhiều kiểu: kiểu khe hở đơn giản , kiểu zic zắc hoặc kiểu răng
cưa. Khe hở giửa các vành đệm chống thấm thường nằm trong khoảng 0,2 – 0,6 mm.
1.1.4 Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm
Khi bơm ly tâm làm việc, nhờ phần khớp nối giữa động cơ dẫn động và bơm làm bánh
công tác quay. Các phần chất lỏng trong bánh công tác dưới ảnh hưởng của lực ly tâm bị
dồn từ trong ra ngoài chuyển động theo các máng dẫn và đi vào ống đẩy với áp suất cao
hơn, đó là q trình đẩy của bơm. Đồng thời, ở lối vào của bánh công tác tạo nên một vùng
chân không và dưới tác dụng của áp suất trong bể chứa lớn hơn áp suất ở lối vào, chất lỏng
ở bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút. Đó là q trình hút của bơm. Q trình hút
và quá trình đẩy là hai quá trình liên tục, tạo lên dòng chảy liên tục qua bơm. Bộ phận dẫn
dịng chảy ra thường có dạng xoắn ốc nên cịn gọi là buồng xoắn ốc. Buồng xoắn ốc của
bơm dẫn chất lỏng từ bánh cơng tác ra ống đẩy. Nó có tác dụng điều hịa ổn định dịng
chảy và biến đổi một phần động năng của dòng chảy thành áp năng cần thiết do đó làm
tăng hiệu suất của máy bơm.
1.1.5 Phân loại máy bơm ly tâm
a, Dựa theo cột áp
Phân loại máy bơm theo cột áp gồm có:
+ Bơm cột áp thấp H < 20m;
+ Bơm cột áp trung bình: H 20m < H < 60m;
+ Bơm cột áp cao: H > 60m.

b, Dựa theo số bánh công tác
Phân loại máy bơm theo số lượng bánh xe công tác gồm có:
+ Bơm một cấp: trên trục bơm chỉ lắp một bánh xe cơng ác, thường có cột áp thấp;
+ Bơm nhiều cấp: Có từ 2 bánh xe trên trục bơm trở lên. Thường có bơm hai cấp, ba
cấp hoặc bốn cấp tương ứng. Tại các bơm này, nước khi qua bánh xe cấp 1 sẽ vào bánh xe
cấp 2 và tiếp tục tới hết. Cột áp của loại bơm này bằng tổng các cột áp do các bánh xe công
tác tạo nên.
c) Dựa theo cách dẫn chất lỏng vào bánh xe cơng tác
+ Bơm nước vào 1 phía;
+ Bơm nước vào 2 phía: Loại bơm này nếu có cùng giá trị cột áp với bơm nước vào một
phía thì loại bơm này cho lưu lượng lớn hơn nhiều.
d) Dựa theo hệ số tỷ tốc
+ Bơm tỷ tốc cao: hệ số tỷ tốc của bơm nằm trong khoảng 150-300;
6


+ Bơm tỷ tốc trung bình: hệ số bơm nằm trong khoảng 80-150;
+ Bơm tỷ tốc thấp: hệ tỷ số tốc của bơm nằm trong khoảng 50-80;
+ Bơm tỷ tốc chéo: Loại bơm này dòng chảy chuyển động qua bơm nghiêng với hệ trục
một góc. Hệ số tỷ tốc của bơm chéo nằm trong khoảng 300-500.
e, Dựa theo vị trí trục bơm
Phân loại máy bơm theo vị trí trục bơm gồm có:
+ Máy bơm ly tâm trục đứng;
+ Máy bơm trục ngang.
f, Dựa theo mục đích sử dụng
+ Bơm nước sạch: dùng để bơm dung dịch nước ít chất hịa tan, đặt ở hệ thống cấp nước,
hệ thống tưới tiêu nông nghiệp.
+ Bơm nước bẩn: thường đặt ở hệ thống thoát nước để bơm nước thải sinh hoạt hoặc
sản xuất, bơm nước bẩn ở cống rãnh, hố móng.
+ Bơm nước nóng: dùng để bơm dung dịch nước nhiệt độ từ 80 độ C trở lên.

+ Bơm hóa chất: dùng để bơm các loại dung dịch hóa chất trong cơng nghiệp như: xăng
dầu, bơm thùng phuy, bơm axit, kiềm, bơm những chất có độ ăn mịn cao.
+ Bơm bùn đất: loại này có thể bơm và khoắng được bùn, có cánh bơm to có thể hút tất
cả bùn đất rác thải cát sỏi vừa và nhỏ.
Loại bơm có kết cấu hồn thiện hiệu suất và được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là bơm
ly tâm nối trục tiếp với động cơ và có bộ phận dẫn nước ra kiểu buồng xoắn. Ngồi ra, máy
bơm nước ly tâm cịn có thể phân loại theo cách dẫn nước ra khỏi máy bơm theo phương
pháp đẫn động giữa động cơng với máy bơm.
• Các thương hiệu mát ly tâm được sử dụng nhiều hiện nay
+ Các thương hiệu Máy bơm ly tâm đến từ Ý: máy bơm ly tâm Pentax, Ebara. Saer,
+ Các thương hiệu Máy bơm ly tâm đến từ Đài Loan: NTP, APP, …
+ Các thương hiệu Máy bơm ly tâm đến từ Hàn Quốc: Wilo,…
1.2 Các thông số cơ bản của bơm ly tâm
1.2.1 Lưu lượng
Là lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển được trong một đơn vị thời gian, có thể tính
theo lưu lượng thể tích Q (l/s, m3/s, m3/h...) hay lưu lượng trọng lượng G (N/s, N/h, kG/s...).
1.2.2 Cột áp
Là năng lượng mà một đơn vị trọng lượng chất lỏng nhận được từ máy bơm. Ký hiệu
cột áp là H, đơn vị tính thường là mét cột chất lỏng (mét cột nước hay mét cột dầu...). Đối
với bơm ly tâm, ứng với mỗi vịng quay nhất định thì chỉ có một giá trị cột áp mà tại đó
bơm làm việc với hiệu suất cao nhất, ta gọi là cột áp định mức. Giá trị cột áp này được chỉ
dẫn trên tài liệu kỹ thuật của bơm.
1.2.3 Cơng suất
Có hai loại công suất là công suất thủy lực và công suất làm việc.
7


+ Công suất thủy lực: là cơ năng mà chất lỏng trao đổi với máy trong một đơn vị thời
gian, ký hiệu là Ntl, cơng thức tính:

N tl =

.Q.H .g.Q.H
=
1000
1000

Trong đó:
 : là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3)

 : là khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3)
Q: là lưu lượng của bơm (m3/s)
H: là cột áp toàn phần của máy bơm (m).
+ Công suất làm việc: là công suất trên trục của máy làm việc, ký hiệu là N. N có cơng
thức tính:
N
N = tl

Trong đó:
 là hiệu suất làm việc của bơm.
1.3 Phương trình làm việc của bơm ly tâm
1.3.1

Phương trình cột áp lý thuyết

Theo tài liệu [3] trang 38-40, dựa trên các giả thuyết:
+ Chất lỏng là lý tưởng.
+ Bánh cơng tác có số cánh nhiều vô hạn, mỏng vô cùng.
Ứng dụng định lý cơ học về biến thiên mơmen động lượng đối với dịng chất lỏng
chuyển động qua bánh công tác, nhà bác học Ơle đã thành lập ra phương trình cột áp lý

thuyết của bơm ly tâm, ta có:

H =

u 2c2u − u1c1u
g

Trong đó:
H: Là cột áp lý thuyết của bơm có số cánh dẫn vơ hạn.;
u1, u2: Vận tốc vịng của bánh cơng tác ứng với bán kính vào và ra, có phương
thẳng góc với phương hướng kính;
c1u, c2u : Thành phần vận tốc tuyệt đối của các phần tử chất lỏng ở lối vào và ra
bánh công tác chiếu lên phương của vận tốc vòng.

8


1.3.2 Cột áp thực tế
Trong thực tế cánh dẫn của bánh cơng tác có chiều dày nhất định và số cánh dẫn hữu
hạn, gây lên sự phân bố vận tốc khơng đều trên các mặt cắt của dịng chảy, tạo ra các dịng
xốy và các dịng quẩn trong máng dẫn.
Cột áp thực tế của bơm ly tâm được tính theo cơng thức:

H = z .H .

u 2 .c2u
g

Trong đó:
 z là hệ số ảnh hưởng của số cánh dẫn hữu hạn đến cột áp

H là hệ số kể tới tổn thất năng lượng của dòng chất lỏng chuyển động qua bánh công
tác
1.4 Hiệu suất của bơm ly tâm và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của bơm ly tâm
Theo tài liệu [1] trang 55-58, ta có trong thực tế khi máy bơm làm việc động năng của
động cơ truyền cho máy bơm một phẩn sẽ được chuyển thành thế năng cho chất lỏng: lưu
lượng và cột áp, một phần bị tiêu hao do các tổn thất thủy lực và sự dị rỉ trong máy bơm.
Hiệu suất tồn phần của bơm xác định theo cơng thức:

=

Nct
N

Trong đó:
+ N: Cơng suất làm việc.
Bằng lý thuyết và thực nghiệm người ta nhận thấy hiệu suất toàn phần của máy bơm
phụ thuộc: Tổn thất thể tích, tổn thất thủy lực, tổn thất cơ khí.

 = tt .tl .ck
1.4.1 Tổn thất thể tích
Khi máy bơm làm việc chất lỏng theo các khe hở giữa các bánh cơng tác và vỏ khoang
hướng dịng chảy ngược lại. Chảy ngược trong các cấp của bơm nếu bơm có nhiều cấp.
Tổn thất thể tích trong bơm ly tâm thường là:

tt = 0,96 - 0,98

1.4.2 Tổn thất thủy lực
Tổn thất thủy lực trong máy bơm bao gồm: các tổn thất do ma sát giữa các lớp chất lỏng
và ma sát giữa chất lỏng với thành ống, các khe trong bánh cơng tác, khoang hướng dịng…

Tổn thất thủy lực thường là:

tl = 0,8 - 0,96

1.4.3 Tổn thất cơ khí
Khi bơm làm việc một phần năng lượng bị tiêu hao để thắng lực ma sát tại các ổ đỡ, các
đệm làm kín và các khớp nối…Ma sát mặt ngồi của bánh cơng tác với chất lỏng.
Tổn thất cơ khí thường là: ck = 0,92- 0,98
9


1.5 Quan hệ tương tự trong bơm ly tâm
Theo tài liệu [3] trang 50-53, ta thấy khi số vòng quay làm việc n của bơm thay đổi, các
thông số làm việc khác của bơm cũng thay đổi theo.
Thực nghiệm chứng tỏ rằng, khi bơm ly tâm với số vòng quay thay đổi ít (dưới 50% so
với số vịng quay định mức) thì hiệu suất của bơm thay đổi tương đối ít, có thể xem như
khơng đổi = const. Mặt khác các tam giác vận tốc đều tỷ lệ với số vòng quay, nên các tam
giác vận tốc sẽ đồng dạng với nhau. Do đó các chế độ làm việc khác nhau của bơm trong
trường hợp này xem như các trường hợp tương tự.

Trong thực tế, ngồi số vịng quay làm việc thay đổi cịn có thể gặp trường hợp trọng
lượng riêng của chất lỏng thay đổi, đường kính ngồi D của bánh công tác thay đổi. Để
đáp ứng yêu cầu sử dụng, khi cần giảm cột áp và lưu lượng so với định mức, có thể
giảm bớt đường kính D (chỉ trong phạm vi 10%), và hiệu suất của bơm coi như khơng
đổi. Có thể xem các chế độ làm việc của bơm trong trường hợp này là các chế độ làm
việc tương tự.
Gọi Q1, H1, N1 – Là lưu lượng, cột áp và công suất ứng với D’, 1 và n1.
Gọi Q2, H2, N2 – Là lưu lượng, cột áp và công suất ứng với D”,  2 và n2 .
Bảng 1-1 Quan hệ tương tự trong một bơm ly tâm
Các thông Khi  thay đổi Khi D thay đổi

số
Lưu lượng
n
Q 2 = Q1
Q2 = 2 .Q1
Q
n1

Khi D thay đổi

Q2 = (

D" 3
) .Q1
D'

Khi  ,n,D thay đổi
Q2 =

n 2 D" 3
.( ) .Q1
n1 D'

Cột áp H

H2 =

1
.H1
2

H2 = (

n2 2
) .H1
n1

H2 = (

D" 2
) .H1
D'

H2 =

1 n 2 2 D" 2
.( ) .( ) .H1
 2 n1
D'

Công suất
N

N2 =

1
.N1
2

N2 = (

n2 3
) .N1
n1

N2 = (

n2 5
) .N1
n1

N2 =

1 n 2 3 D" 5
.( ) .( ) .N1
 2 n1
D'

1.6 Đường đặc tính làm việc của bơm ly tâm
Theo tài liệu [3] trang 45-47 ta có:

10


1.6.1 Đường đặc tính làm việc, đường đặc tính tính tốn

Hình 1-7 Tam giác vận tốc cửa vào
Từ phương trình cơ bản:

Ta có:

c 2m =

H lt =

u 2c 2u
, tam giác vận tốc: c2u = u 2 − c2m cot g 2
g

Q1
D 2 b 2

Do đó cột áp lý thuyết là :

H lt =

u cot g 2
1
1
u 2 (u 2 − c 2m cot g  2 ) = u 2 2 − 2
Q1
g
g
gb 2 D 2

Đối với một bơm cho trước thì u2, D2, b2 là những đại lượng khơng đổi nên phương
trình đặc tính cơ bản lý thuyết có dạng:
Hlt = a - b cotg β2Q1 (a, b là những hằng số dương).
Đường biểu diễn phương trình này gọi là đường đặc tính cơ bản lý thuyết, đó là một
đường khơng qua gốc tọa độ, hệ số góc của nó tùy thuộc vào trị số góc ra của cánh dẫn β2.

Trong trường hợp tổng quát đối với máy bơm ly tâm, ta có ba dạng đường đặc tính lý
thuyết

11


Hình 1-8 Đường đặc tính lý thuyết và đường đặc tính tính tốn
Nếu β2 < 90o thì cotg β2 > 0, ta có đường AD.
Nếu β2 = 90o thì cotg β2 = 0, ta có đường AC.
Nếu β2 > 90o thì cotg β2 > 0, ta có đường AB.
Như đã phân tích ở trên đối với bơm ly tâm thì β2 < 900, do đó đường đặc tính lý thuyết
của bơm ly tâm là đường nghịch biến bậc nhất AD.
Đường đặc tính lý thuyết AD biểu diễn phương trình cột áp lý thuyết:

H lt =

u 2c 2u
g

Khi kể đến ảnh hưởng do số cánh dẫn có hạn, đường đặc tính trở thành đường A’D’

Hlt = z .Hlt
Trong đó:

 z < 1 là hệ số kể tới ảnh hưởng của số cánh dẫn có hạn.

Khi kể đến tổn thất lưu lượng Q , đường đặc tính trở thành đường A’D1’
Khi kể tới các loại tổn thất thủy lực của dòng chất lỏng qua bánh công tác, các loại tổn
thất này đều tỷ lệ với bình phương của vận tốc, nghĩa là cũng tỷ lệ với bình phương của
lưu lượng thì đường đặc tính là đường cong bậc hai A”D”.

Khi kể tới các loại tổn thất cơ khí thì đường đặc tính dịch về phía trái và thấp hơn một
chút so với đường A”D” trở thành đường A”’D”’ đây chính là đường đặc tính cơ bản tính
tốn của bơm ly tâm.

12


1.6.2. Đường đặc tính thực nghiệm
Theo tài liệu [3] trang 48,49 ta thấy cách xây dựng đường đặc tính bằng tính tốn ở trên
rất phức tạp và khó khăn vì việc đánh giá chính xác các loại tổn thất cả bơm rất khó mà
hiện nay cịn cần phải nghiên cứu thêm nhiều. Vì vậy, trong kỹ thuật thường xây dựng các
đường đặc tính bằng các số liệu đo được khi khảo nghiệm trên các máy cụ thể, gọi là đường
đặc tính thực nghiệm.
Muốn xây dựng các đường đặc tính thực nghiệm của bơm ly tâm thì phải cho bơm làm
việc trong hệ thống thí nghiệm hình 1-9:

Hình 1-9 Sơ đồ thí nghiệm hệ thống bơm ly tâm
1. Bể

A. Áp kế

2. Khóa trên ống hút

C. Chân khơng khí

3. Bơm
5. Khóa trên đường ống đẩy.
4. Dụng cụ đo lường
Trình tự tiến hành thí nghiệm như sau:
1. Đầu tiên mở khóa 2 ở ống hút và cho bơm làm việc cho đến khi số vòng quay của

trục bơm đạt tới giá trị yêu cầu, trong đó khóa 5 ở ống đẩy vẫn đóng tức là: Q = 0. Từ các
trị số đo được lúc này ở áp kế và chân không kế, ta suy ra được cột áp H của bơm ở chế độ
“khơng tải” (Q = 0).
2. Sau đó mở dần khóa 5 ở ống đẩy để tăng lưu lượng của bơm cho đến khi đạt trị số
cực đại. Trong quá trình thay đổi lưu lượng, số vòng quay làm việc của bơm vẫn khơng
đổi. Tại mỗi vị trí mở của khóa 5, ta đo được các số liệu thí nghiệm của bơm và của động
cơ để tính ra lưu lượng Q, cột áp H và cơng suất của động cơ Nđc.
Trình tự thí nghiệm cũng có thể tiến hành ngược lại từ chế độ làm việc có lưu lượng lớn
nhất thay đổi dần (bằng cách đóng khóa 5) cho đến chế độ không tải (Q = 0). Khi xây dựng
các đường đặc tính, thường lấy 6 ÷ 8 số liệu chế độ làm việc (điểm làm việc) khác nhau
của bơm.

13


Tại mỗi điểm làm việc, từ các số liệu của Q, H ta tính được cơng suất thủy lực của bơm.
So sánh công suất thủy lực với công suất đo được trên trục bơm, ta suy ra được hiệu suất
của bơm.
Như vậy từ các số liệu thí nghiệm, ta có thể xây dựng được các đường đặc tính thực
nghiệm của bơm H-Q, N-Q, -Q (hình 1-10)

Hình 1-10 Đường đặc tính thực nghiệm của bơm ly tâm
1.6.2 Công dụng của các đường đặc tính
Theo tài liệu [3] trang 49, qua các đường đặc tính H-Q, N-Q,  - Q, ta thấy được khu
vực làm việc có lợi nhất ứng với hiệu suất cao nhất của bơm. Vì vậy, để nâng cao chỉ tiêu
kinh tế sử dụng cho bơm, ta nên chọn chế độ làm việc của bơm ứng với điểm có  max
hoặc khu vực gần đấy sao cho có  = (  max - 7%). Qua hình dạng của đường đặc tính ta
biết được tính năng làm việc của bơm để sử dụng bơm cho hợp lý.
1.6.3

Đường đặc tính tổng hợp

Theo tài liệu [3] trang 49,50 ta thấy mỗi đường đặc tính làm việc được xây dựng với
một số vịng quay khơng đổi của bơm. Nếu thay đổi số vịng quay làm việc thì đường đặc
tính làm việc cũng thay đổi theo. Để biết được nhanh chóng các thơng số Q, H, N,  của
bơm thay đổi như thế nào khi số vòng quay của bơm thay đổi, người ta xây dựng đường
đặc tính tổng hợp của bơm (hình 1-12)
Đường đặc tính tổng hợp của bơm chính là đường biểu diễn quan hệ Q- H, N-H với các
số vòng quay thay đổi, trên đó có các điểm làm việc cùng hiệu suất nối với nhau thành
những đường cong gọi là những đường cùng hiệu suất. Để xây dựng đường đặc tính tổng
hợp, cần phải có các đường đặc tính làm việc ứng với nhiều số vòng quay làm việc khác
nhau của bơm.
Ta thấy rằng, với số vòng quay làm việc n nào đó, trị số lớn nhất của hiệu suất ứng với
một trị số lưu lượng Qi nào đó. Khi lưu lượng của bơm thay đổi Q # Qi thì có thể có hai trị
14


số lưu lượng có cùng hiệu suất như nhau. Dóng các điểm có cùng hiệu suất lên đường đặc
tính H-Q và nối lại bằng những đường cong, ta có đường cong cùng hiệu suất.

Hình 1-11 Đường đặc tính tổng hợp của bơm ly tâm
1.7
1.7.1

Ghép bơm ly tâm
Ghép song song

a, Ghép song song 2 bơm
Dùng trong trường hợp hệ thống có yêu cầu lưu lượng lớn hơn lưu lượng của một bơm.
Điều kiện để các bơm ghép song song có thể làm việc được là khi làm việc, các bơm ghép

có cùng một cột áp:
H1 = H2 = H3 = ... = Hi
Để xác định lưu lượng của bơm ghép song song làm việc trong cùng một hệ thống, cần
xây dựng đường đặc tính chung của các bơm ghép (H - QC) và biết đường đặc tính lưới
(Hlưới - Q).
Đường đặc tính chung của các bơm ghép song song (H - QC) trong hệ thống được xây
dựng bằng cách cộng các lưu lượng với cùng một cột áp (cộng các hoành độ trên cùng một
tung độ).
Ví dụ: Khảo sát hai bơm có đường đặc tính khác nhau: (H1–Q) và (H2–Q) ghép song
song (hình 1-13), có thể thấy với mọi cột áp H > HB trong hệ thống chỉ có bơm 2 làm việc.
Khi H = HB cả hai bơm đều cùng làm việc nhưng lưu lượng của hệ thống chỉ bằng lưu
lượng của bơm 2 ứng với điểm B (QB = Q2)

15


Hình 1-12 Ghép song song hai bơm ly tâm
H1 - Q: Đường đặc tính của máy bơm thứ nhất;
H2 - Q: Đường đặc tính của máy bơm thứ hai;
Hlưới - Q: Đường đặc tính lưới;
Q1: Lưu lượng của máy bơm thứ nhất;
Q2: Lưu lượng của máy bơm thú hai;
Q1C: Lưu lượng của máy bơm thứ nhất khi ghép chung hai máy;
Q2C: Lưu lượng của máy bơm thứ hai khi ghép chung hai máy;
QC: Lưu lượng của hai máy khi ghép chung.
Điểm C (giao điểm của đường đặc tính chung các bơm ghép HC – Q và đường đặc tính
lưới Hl – Q) là điểm làm việc của các bơm ghép trong hệ thống. Khi đó bơm 1 làm việc
với Q1C, bơm 2 làm việc với Q2C. Như vậy, tổng lưu lượng của hai bơm ghép song song
trong hệ thống nhỏ hơn tổng lưu lượng của hai bơm đó khi làm việc riêng rẽ trong cùng
một hệ thống.

QC=Q1C+Q2CNhận xét:
+ Điều chỉnh hệ thống có các bơm ghép song song tương đối phức tạp khi các bơm ghép
có đường đặc tính khác nhau nhiều. Do vậy cần ghép các bơm có đường đặc tính gần giống
nhau.
+ Ghép bơm song song có hiệu quả lớn khi đường đặc tính của chúng thoải (có độ dốc nhỏ
) và đường đặc tính của lưới khơng dốc lắm, do đó nên ứng dụng ghép song song trong các
hệ thống bơm cần thay đổi ít, nhưng lưu lượng thay đổi nhiều.
+ Số lượng bơm ghép song song để tăng lưu lượng trong hệ thống có giới hạn nhất định.
Xác định bởi đường đặc tính chung và đường đặc tính lưới của các bơm ghép.
Như vậy, nếu ghép song song nhiều bơm q thì hiệu quả thấp, khơng kinh tế. Trong
trường hợp cần thiết ta nên chọn loại bơm khác có lưu lượng lớn hơn phù hợp với yêu cầu
làm việc của hệ thống.
16


b, Ghép song song 3 bơm và 4 bơm giống nhau

Hình 1-13a Đặc tính làm việc của 3 bơm giống nhau mắc song song

Hình 1-15b Đặc tính làm việc của 4 bơm giống nhau mắc song song
Sự làm việc song song của ba bơm cùng đặc tính giới thiệu trên hình 1-15a. Từ điều
kiện và tương tự như trên dựng đường đặc tính tổng cộng của ba bơm cùng đặc tính bằng
cách nhân ba hồnh độ đường đặc tính của một bơm. Chế độ làm việc của từng bơm khi
ba bơm làm việc song song cũng xác định giống như trường hợp khi hai bơm làm việc
song song ở trên. Từ đường đặc tính thấy rằng số bơm làm việc song song càng nhiều thì
sự giãm lưu lượng của mỗi bơm so với trường hợp riêng rẽ càng lớn.
Các bơm làm việc song song có lợi khi đường đặc tính của bơm và đường ống thoải.
Khi đường đặc tính đường ống, đặc biệt là đường đặc tính máy bơm dốc thì hiệu quả của
sự làm việc song song như vậy thấp. Trong trường hợp này sự thay đổi cột áp ảnh hưởng

đến sự thay đổi lưu lượng ít hơn trường hợp bơm có đường đặc tính thoải.
Ngồi ra, số bơm ghép làm việc song song trong hệ thống không nên chọn lớn quá.

17


Trên hình 1-15b giới thiệu đường đặc tính tổng cộng của bốn bơm ghép song song. Ở
đây, mức độ tăng thêm lưu lượng giảm dần theo sự tăng số máy bơm. Khi mở thêm máy
thứ tư thì sự tăng lưu lượng của hệ thống ống không đáng kể so với trường hợp hai hoặc
ba bơm cùng làm việc. Như vậy, nếu ghép song song nhiều bơm quá thì hiệu quả kinh tế
thấp.
1.7.2 Mắc nối tiếp
a, Mắc nối tiếp hai bơm
Dùng trong trường hợp hệ thống có yêu cầu cột áp lớn hơn cột áp của một bơm.
Điều kiện ghép nối tiếp:
+ Các bơm ghép phải làm việc với lưu lượng như nhau:
Q1 = Q2 = Q3 = ... = Qi
+ Cột áp làm việc của hệ thống có ghép nối tiếp bơm khi Q = const bằng tổng cột áp
của các bơm ghép:
Hc = H1 + H2 + H3 + ... + Hi
Đường đặc tính chung của các bơm ghép (HC - Q) được xây dựng bằng cách cộng các
cột áp của riêng từng bơm với cùng một lưu lượng.
Ví dụ: Khảo sát hai bơm 1 và 2 có đường đặc tính khác nhau ghép nối tiếp (Hình 1-17), làm
việc trong một hệ thống. Điểm A (giao điểm của đường đặc tính chung HC – Q và đường đặc
tính lưới Hl – Q) là điểm làm việc của các bơm ghép trong hệ thống, xác định lưu lượng Q và
cột áp của hai bơm ghép (H1+H2).

Hình 1-14 Ghép nối tiếp hai bơm ly tâm
H1 - Q: Đường đặc tính của mạng dẫn
HC - Q: Đường đặc tính chung của hai máy bơm khi ghép

H1 - Q: Đường đặc tính của máy bơm thứ nhất ứng với cột áp làm việc H1
18


H2 - Q: Đường đặc tính của máy bơm thứ hai ứng với cột áp làm việc H2
A: Điểm làm việc của hai máy bơm khi ghép chung
QC: Lưu lượng của hai máy bơm khi ghép chung
Nhận xét:
+ Khi ghép nối tiếp nên chọn những bơm và hệ thống có đường đặc tính dốc nhiều mới
có hiệu quả cao, vì khi thay đổi lưu lượng ít đã tăng được cột áp theo yêu cầu.
+ Khi ghép hai bơm 1 và 2 nối tiếp liền nhau cần chú ý bơm 2 phải làm việc với áp suất
cao hơn bơm 1 vì nếu không đủ sức bền bơm 2 sẽ bị hỏng. Vì thế phải chọn trên ống đẩy
của bơm 1 điểm nào không gây nguy hiểm cho bơm 2 để ghép.
+ Việc ghép bơm làm việc nối tiếp trong hệ thống tương đối phức tạp, không thuận tiện
và kinh tế bằng chọn một bơm có cột áp cao đáp ứng được yêu cầu làm việc. Chỉ nên ghép
nối tiếp các bơm trong trường hợp cần thiết.
b, Hai bơm mắc nối tiếp khác nhau đặt xa nhau
Theo mục 2.20 tài liệu [4] có giới thiệu các đường đặc tính của hai bơm khác nhau làm
việc nối tiếp và đặt ở hai vị trí cách xa nhau, ở các độ cao khác nhau. Đường ED biểu diễn
tổn thất cột áp trên đoạn ống nối giữa hai bơm. Trừ tung độ của các điểm trên đường Q –
H1 với tung độ của các điểm tương ứng trên đường ED nhận được đường Q – H’1 là đường
đặc tính quy đổi của bơm 1 về vị trí bơm 2.
Đường đặc tính tổng cộng “quy ước” của hai bơm Q – H1+2 nhận được bằng cách dựng
từ đường Q – H’1 và Q – H2. Đặc tính đường ống chung được dựng trên chiều cao bơm
nước hình học Hhh(1+2) cắt đường Q – H1+2 tai A. Từ điểm A kẻ đường song song với trục
tung được điểm 1 và 2 là điểm làm việc của bơm 1 và bơm 2 khi ghép nối tiếp trong hệ
thống.

Hình 1-15 Đặc tính của hai bơm nối tiếp khác nhau đặt xa nhau

19


Cần chú ý là các bơm ghép nối tiếp chỉ làm việc được khi tổng cột áp khởi động của các
bơm lớn hơn chiều cao bơm nước hình học.
Khi ghép bơm làm việc nối tiếp nên chọn những bơm có đường đặc tính dốc, vì chỉ cần
tăng lưu lượng ít đã tăng được cột áp theo yêu cầu. Khi hai bơm làm việc như vậy, bơm
thứ hai làm việc với áp suất cao hơn bơm thứ nhất. Nếu không đủ ben, bơm thứ hai sẽ bị
hỏng. Vì thế phải chọn trên ống đẩy của bơm thứ nhất điểm nào không gây nguy hiểm cho
bơm thứ hai để ghép.
Việc mở bơm ghép nối tiếp được tiến hành theo trình tự sau: cho bơm thứ nhất làm việc
đến khi cột áp của bơm đạt giá trị H01 thì mở van trên ống đẩy của bơm này và cho bơm
thứ hai làm việc. Khi nào cột áp của bơm thứ hai đạt giá trị H02 thì mở van trên ống đẩy
của bơm thứ hai để các bơm cấp nước vào hệ thống đường ống.
Việc ghép bơm làm việc nối tiếp trong hệ thống phức tạp và không thuận tiện, kinh tế
bằng chọn bơm có cột áp cao đáp ứng được yêu cầu làm việc. Chỉ nên ghép nối tiếp các
bơm trong trường hợp thật cần thiết.
1.8

Lực hướng trục trong bơm ly tâm

Theo tài liệu [3] trang 6-63 ta thấy khi bơm làm việc, bánh công tác của bơm chịu tác
dụng của các lực theo hướng trục, cần khảo sát các lực này.

Hình 1-16 Lực hướng trục trong bơm ly tâm
Khi bơm làm việc, chất lỏng cửa hút A chuyển động theo phương song song với trục
vào bánh công tác dưới áp suất khá nhỏ p1. Sau khi vào bánh cơng tác, dịng chất lỏng
ngoặt 90o và trở thành thẳng góc với trục. Áp suất chất lỏng tăng dần đến trị số p2 ở lối ra,
p1 << p2, một phần chất lỏng rò rỉ qua các khe hở giữa bánh công tác và thân bơm B và C.
Nếu bỏ qua sự quay của chất lỏng trong khe hở B và C thì có thể xem gần đúng áp suất

trong các khe đó bằng p2. Do đó, áp lực hướng trục tác dụng lên đĩa sau của bánh cơng tác
hướng về phía trái. Ta có:

p tr = p2 (R 2 2 − r 2 )
20


Và áp lực hướng trục tác dụng lên đĩa trước bánh công tác, hướng về bên phải là:
p ph = p 2 ..(R 2 2 − R 21 ) + p1..(R 21 − r 2 )
Vì p2 >> p1  Ptr >> Pph. Do đó áp lực dọc trục có xu hướng đẩy bánh cơng tác về phía
ngược với hướng chuyển động của chất lỏng vào bánh công tác.

PI = p tr − p ph = (p 2 − p1 )(R 21 − r 2 )
2
2
Hay PI = ..H t (R 1 − r )

Trong thực tế, do sự quay của chất lỏng theo các đĩa của bánh công tác trong các khe
hở B và C nên áp suất trong các khe giảm dần từ ngoài vào trong (từ R2 →R1) theo các
đường parabol.
Ngoài áp lực hướng trục PI ra, cịn có áp lực hướng trục PII tác dụng lên bánh cơng tác
theo hướng của dịng chảy, PII xuất hiện do chất lỏng thay đổi phương chuyển động ở cửa
vào của bánh cơng tác, có thể tính theo định luật động lượng:

PII = m.Co =

Q1
.Co
g

Trong đó:
+ m: khối lượng chất lỏng chuyển động qua bánh công tác [kg]
+ Co : vận tốc chất lỏng ở cửa hút của bánh công tác; [m/s]
+ Q1: lưu lượng lý thuyết của bánh công tác; [m3/s]
+  là trọng lượng riêng của chất lỏng.
Vậy áp lực hướng trục tổng cộng tác dụng lên một bánh công tác của bơm là:

P = PI − PII
Đối với bơm nhiều cấp có số bánh cơng tác là i thì tổng áp lực hướng trục là:
A=i.P
Nếu Rơto của bơm bố trí thẳng đứng (bơm trục đứng) thì cơng thức tính tổng áp lực
hướng trục A ở trên cần bổ sung thêm thành phần trọng lượng của Rôto G:
A = i.P  G
Dấu + hoặc - tuỳ thuộc sự bố trí các cửa vào và ra của bơm, gây lên các áp lực hướng
trục cùng hay ngược chiều với trọng lượng G của Rơto.
• Tác hại của lực hướng trục :
Lực hướng trục trong bơm làm mòn các ổ chắn tạo nên sự sai lệch các khe hở trong
bơm và làm cho Rôto cọ vào thân bơm khi làm việc gây ảnh hưởng xấu đến hiệu suất và
làm hỏng bơm.
• Cách khắc phục:
- Đối với bơm có một bánh cơng tác:
+ Dùng bánh cơng tác có hai cửa hút.

21