BÀI học kỹ THUẬT THỰC PHẨM vận CHUYỂN CHẤT LỎNG

CHƯƠNG 3A
VẬN CHUYỂN CHẤT LỎNG

1


1. Khái quát
1.1. Khái niệm
Bơm là thiết bị dùng để vận chuyển
chất lỏng từ nơi này đến nơi khác.
1.2. Phân loại bơm
Dựa vào nguyên lý hoạt động ta chia
bơm thành 3 loại:
- Bơm thể tích.
- Bơm động lực.
- Bơm khí động.
2


a. Bơm thể tích:
Việc hút và đẩy chất lỏng ra khỏi
bơm nhờ sự thay đổi thể tích khơng gian
làm việc trong bơm.
 Do đó thể tích và áp suất chất lỏng
trong bơm sẽ thay đổi và cung cấp năng
lượng cho chất lỏng.
Việc thay đổi thể tích trong bơm có thể do:
- Chuyển động tịnh tiến (bơm Pittong).
- Chuyển động quay ( bơm Roto).
3

b. Bơm động lực:
Việc hút và đẩy chất lỏng ra khỏi
bơm nhờ sự chuyển động quay tròn của
bánh guồng trong bơm.
 Khi đó động năng của bánh guồng sẽ
truyền cho chất lỏng tạo năng lượng cho
dòng chảy.

4


c. Bơm khí động:
Việc hút và đẩy chất lỏng nhờ sự
thay đổi áp suất của dịng khí chuyển
động trong bơm tạo năng lượng cho dòng
chảy.
- Bơm Ejector: Việc thay đổi áp suất
dịng khí sẽ tạo ra lực lơi cuốn chất lỏng
chuyển động cùng dịng khí.
- Bơm thùng nén: Tạo áp suất trên bề
mặt chất lỏng nhằm tạo cho chất lỏng có
thế năng cần thiết để chuyển động.
5


2. CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA BƠM
2.1. Năng suất của bơm
Là thể tích chất lỏng được bơm cung
cấp trong một đơn vị thời gian.

Kí hiệu: Q
Đơn vị: m3/s

2.2. Hiệu suất của bơm
Là đại lượng đặc trưng cho độ sử
dụng hữu ích của năng lượng được truyền
từ động cơ đến bơm.
Kí hiệu: 
6


2.3. Cột áp toàn phần của bơm
Là năng lượng riêng của chất lỏng
thu được khi đi từ ống hút đến ống đẩy
của bơm.
Là áp suất tại miệng ra ống đẩy của
bơm.

Cột áp tồn phần khơng phụ thuộc vào
độ nhớt và khối lượng riêng của chất lỏng.
Kí hiệu: H
Đơn vị: m
7


8


a. Trường hợp 1: bài toán thiết kế hoặc chọn bơm
thích hợp.

Phương trình Bernoulli cho mặt cắt (1-1) và (2-2):
Z1 + P1/ρg + ω12 /2g + H = Z2 + P2/ρg + ω22 /2g + Σhf

  : khối lượng riêng của dịng lưu chất, kg/m3
• H : chiều cao cột áp toàn phần, m
 hf = hms + hcb : tổng tổn thất trên đường ống
hút và đẩy, m
9


H = (Z2 – Z1) + (P2 – P1)/ρg + (ω22 – ω12)/2g + Σhf
• (Z2 – Z1) = Z : năng lượng (cột áp) dùng để khắc
phục chiều cao nâng hình học, m
• (P2 – P1)/ρg : năng lượng dùng để thắng lại sự
chênh lệch áp suất ở 2 mặt thống, m
• (ω22 – ω12)/2g : năng lượng dùng để khắc phục
động năng giữa bể đẩy và bể hút, m
 hf : năng lượng do bơm tạo ra để thắng lại tổng
trở lực trên đường ống, m
10


b. Trường hợp 2: bài toán thử lại bơm (đã có bơm).

11


b. Trường hợp 2: bài toán thử lại bơm (đã có bơm).
Phương trình Bernoulli cho 2 mặt cắt 1’-1’ và 2’-2’:
Zh + Ph/ρg + ωh2/2g + H = Zđ + Pđ/ρg + ωd2/2g

• (Zđ – Zh) = h : năng lượng (cột áp) dùng để khắc phục
chiều cao giữa 2 đồng hồ đo áp suất, m
• (Pđ – Ph)/ρg : năng lượng dùng để thắng lại sự chênh lệch
áp suất ở ống hút và đẩy, m
• (ωd2 – ωh2 )/2g : năng lượng dùng để khắc phục động năng
giữa ống đẩy và ống hút, m
Lưu ý: trong trường hợp này đại lượng hf = 0 vì sự tổn thất
năng lượng trên đường ống đã được đo ở hiệu 2 áp suất
12
trên hai áp kế.


2.4. Công suất của bơm
Là năng lượng tiêu hao để tạo ra lưu
lượng Q và cột áp H.
Kí hiệu: N
Đơn vị: kW hoặc Hp (Horse power)
gọi là sức ngựa (mã lực).
1Hp = 0,7457 kW

13


Cơng suất của bơm được xác định:

gQH
N 
1000

, kW

Trong đó:
: khối lượng riêng của lưu chất, kg/m3
Q: lưu lượng của bơm, m3/s
H: cột áp của bơm, m
g: gia tốc trọng trường, m/s2
: hiệu suất toàn phần của bơm
14


3. BƠM THỂ TÍCH
3.1. Bơm pittơng tác dụng đơn
a. Cấu tạo

15


b. Nguyên tắc hoạt động:
c. Nhận xét:
Trong một chu kì chuyển động của
pittơng q trình hút và đẩy chất lỏng
được thực hiện một lần.
Nhược điểm:
Nhược điểm lớn nhất của bơm pittông
tác dụng đơn là lưu lượng không đều.

16


Sơ đồ mô tả nguyên tắc hoạt động bơm

pittông

17


Khi trục quay từ B  A, Pittông di chuyển từ phải sang trái 
chất lỏng được hút vào chứa trong xi lanh. Thể tích chất lỏng
hút vào đúng bằng thể tích của xilanh (π.D²/4)S.
Khi trục quay từ A  B thì Pittơng di chuyển từ trái sang phải 
đẩy lượng chất lỏng trong xi lanh ra ngoài.
Như vậy, khi trục quay 1 vòng  lượng chất lỏng do bơm Pittông
tác dụng đơn cung cấp là (π.D²/4)S.
Khi bơm quay n vịng/phút thì lượng chất lỏng do bơm cung cấp là
n.(π.D²/4)S, m3/phút.

Vậy năng suất của bơm Pittơng:
Q = .F.S.n,
•
•
•
•


F = D²/4 : tiết diện của pittơng, m2
D : đường kính pittơng, m
S : khoảng chạy của pittơng, m
n : số vịng quay của trục, v/ph
 : hiệu suất thể tích.

m3/ph

18


3.2. Bơm pittông tác dụng kép

1. Cấu tạo

19


b. Nguyên tắc hoạt động

20


- Khi trục quay nửa vịng, Pittơng chuyển động từ trái
sang phải, bơm hút vào một lượng:
F.S = (πD²/4)S
và đẩy ra một lượng:
F.S – f.S = (πD²/4 – πd²/4)S
- Như vậy, khi trục quay 1 vòng, lượng chất lỏng do
bơm cung cấp:
F.S + (F.S – f.S) = (2F- f)S .
- Khi trục quay n vịng/phút thì lượng chất lỏng do bơm
cung cấp:
n.(2F- f)S .
- Năng suất của bơm tác dụng kép sẽ là:
Q = .n.(2F - f).S, m3/phút
21

3.3. Bơm pittông tác dụng 3

Bơm pittông tác dụng 3 cũng tương tự như bơm
pittông tác dụng kép nhưng lượng nước cung cấp
sẽ đều hơn.

22


3.4. Bơm pittông trụ sai động

23


3.5. Bơm pittông quay

- Khi roto 5 quay theo chiều kim đông hồ.
- Vách ngăn 4 đứng yên.
- Không gian trong ống lót 3 chia làm 2 phần: phần
trên vách 4 là cửa hút và phần dưới là cửa đẩy.
- Khoảng chạy của mỗi Pittông là S

24


25