Tài liệu Đề cương và bài tập quạt máy nén doc

Đề cương chuẩn bị về quạt, máy nén
Chương 4 Quạt
I. Khái niệm
1. Định nghĩa quạt (ngoài định nghĩa chung, khác bơm, máy nén ở phần nào)
2.Phân loại
3.Các thông số đặc trưng (gồm các thông số làm việc và các thông số thể hiện đặc điểm riêng về quạt)
Chú ý vì khối lượng riêng chất khí ở quạt thay đổi theo nhiệt độ, cần tìm hiểu các khái niệm mét
khối tiêu chuẩn, điều kiện tiêu chuẩn, sức hút tự nhiên, hiệu suất tĩnh, hiệu suất làm việc….
II. Cấu tạo nguyên lý làm việc quạt ly tâm
Những đặc điểm cần chú ý
III. Đặc điểm thủy lực
1.Các loại đường đặc tính
2.Đồng dạng cơ học cho quạt
3.Điều chỉnh chế độ làm việc
4.Một số chú ý lựa chọn quạt, lắp đặt, vận hành
-Chọn quạt theo các thông số yêu cầu p,Q
-Lắp quạt (quạt hut, đẩy, nhiệt độ chất khí thay đổi, )
-Tiếng ồn, khắc phục (chú ý góc đặt cánh)
-Ảnh hưởng tạp chất, khắc phục
-Vận hành quạt
5.Chú ý về quạt hướng trục
-Khí động lực học của quạt, lực tác dụng lên prôfin theo Jukốpxki (tham khảo)
-Thông số quạt trục
-Quạt trục nhiều cấp
-Đường đặc tính quạt trục
-Điều chỉnh chế độ làm việc
Chương 5 Máy nén
I. Khái niệm
1. Định nghĩa quạt (ngoài định nghĩa chung, khác bơm, quạt ở phần nào)
2.Phân loại
3.Các thông số đặc trưng

II. Nhiệt động học máy nén (rất quan trọng)
1.Phương trình trạng thái
2.Các quá trình nén khí
-Viết công thức
-Biểu diễn trên đồ thi p-V, T-s
(chỉ số đa biến n, khi nào dùng mn thể tích, cánh dẫn)
-Công nén khí của các quá trình nén khí
-Công suất máy nén (công suất thủy lực, công suất nén khí máy nén)
-Hiệu suất năng lượng
-Làm lạnh trung gian và máy nén nhiều cấp
+Tại sao phải làm lạnh nhân tạo
+Các phương pháp làm lạnh nhân tạo
+Cách chia các cấp máy nén, áp suất giữa các cấp và đồ thị p-V, T-s biểu diễn quá trình nén các cấp
III. Máy nén cánh dẫn-mn ly tâm
1.Cấu tạo nguyên lý làm việc (vẽ hình) và cần làm sáng tỏ
+ Những chi tiết khác bơm ly tâm,
+Phương trình làm việc : tính p
2
, T
2 và
T
i
, p
i
các vị trí khác nhau trong mn
2. Ứng dụng đồng dạng cơ học cho mn khi n thay đổi, khi tính chất vật lý thay đổi
3. Chú ý về máy nén hướng trục (khác bơm, quạt)
+ Các dạng kết cấu, 1 cấp máy nén hướng trục
+Đặc điểm khí động học máy nén (công nén, hiệu suất, hệ số cột áp tĩnh)
4.Điều chỉnh chế độ làm việc

IV. Máy nén thể tích- pít tông
1.Cấu tạo, nguyên lý làm việc (khác bơm : cách bố trí các cấp, kích thước các cấp, )
2.Đồ thị p-V, T-s ; Hiệu suất thể tích.
3.Đặc điểm thủy lực Q, v
tbpíttông
,
4.Máy nén roto
5.Máy nén pít tông roto
6. Điều chỉnh chế độ làm việc
7.Tính toán kích thước cơ bản
V.Trạm máy nén, an toàn
Bài tập Quạt
1.Dùng quạt để vận chuyển khí có khối lượng riêng 1,2 kg/m
3
từ một bình lớn. Tính áp suất của quạt ? Cho
biết áp kế đo áp suất trong bình chỉ là 60 mm cột nước và áp kể chỉ nơi khí chuyển đến là 74 mm cột
nước, tổn thất áp suất trong ống hút là 19 mm cột nước, ống đẩy là 35 mm cột nước. vận tốc dòng khí là
11m/s.
2. Một quạt ly tâm bố trí trong hệ thống đường ống để vận chuyển không khí từ buồng A đến buồng B.
Chân không kế trên đường ống hút chỉ 15,8 mm cột nước, áp kế trên đương ốngđẩy chỉ 20 mm cột nước.
Lưu lượng khí cần vận chuyển 3700 m
3
/giờ. Ống hút và ống đẩy có cùng đường kính. Động cơ kéo quạt có
vòng quay 960 vòng/phút và công suất là 0,77 kw.
Xác định áp suất và hiệu suất của quạt.
Năng suất (Lưu lượng) quạt thay đổi thế nào nếu vòng quay đạt được 1150 vòng/phút và công suất
mới là bao nhiêu.
3. Số liệu từ thí nghiệm quạt ly tâm với vòng quay 1440 vòng/phút trong bảng sau. Tính năng suất quạt ở
vòng quay 1440 vòng/phút. Cho biết ở năng suất 1350 m
3

/giờ các thông số : cột áp động năng la 8,7 mm
cột nước, cột áp tổn thất là 29,4 mm cột nước, chênh lệch cột áp từ bình hút đến bình đẩy là 13 mm cột
nước.
Q(m
3
/giờ) 100 350 700 1000 1600 2000
H (mm H
2
O) 45,8 43,2 44 43,5 39,5 32,2
4. Bánh công tác quạt ly tâm có các kích thước như sau : đường kính mép vào 480 mm , mép ra 600 mm ,
góc đặt cánh mép vào 60
o
, mép ra 120
o
, vận tốc tương đối tại mép vào 25 m/giây mép ra 22 m/giây , vòng
quay quat 1500 vòng/phút , khối lượng riêng chất khí 1,2 kg/m
3
.
Hãy dựng tam giác vận tốc và cột áp lý thuyết của quạt
5. Cần nung nóng không khí với lưu lượng 20000 kg/giờ từ 20
o
C lên 60
o
C bằng cách dùng quạt vận
chuyển khí qua bộ trao đổi nhiệt.
Hãy xác định năng suất, cột áp và công suất quạt khi lắ trước và lắp sau bộ trao đổi nhiệt. Cho biết
cột áp tổn thất trong hệ thống là 120 mm cột nước. Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn
là 1,2 kg/m
3
. Hiệu suất của quạt trong cả hai trường hợp là 50%.

6. Tính áp suất quạt ly tâm trong điều kiện tiêu chuẩn (khối lượng riêng không khí 1,2 kg/m
3
.) khi biết hệ
số áp suất 0,95 , đường kính mép ra bánh công tác 0,4 m và vòng quay của quạt 1450 vòng/phút (ω=150
rad/giây).
7. Quạt ly tâm có đường đặc tính cho trong bảng với vòng quay 1450 vòng/phút vận chuyển không khí .
Hãy các định các thông số làm việc của quạt, áp suất tĩnh áp suất động và các hiệu suất quạt, hiệu suất
tĩnh. Tính số vòng quả đặc trưng của quạt. Cho biết đường kính mép ra bánh công tác 0,4 m , diện tích cửa
ra (0,32x0,32 ) m
2
, khối lượng riêng không khí 1,2 kg/m
3
.
Q(m
3
/giờ) 0 2000 4000 5000 6000 7000 8000
P(Pa) 540 440 460 480 430 460 410
N(kw) 0,40 0,58 0,92 1,10 1,42 1,66 1,98
8. Tính các kích thước chính quạt ly tâm cho các thông số làm việc năng suất 2000 m
3
/giờ , áp suất 2200
Pa, góc đặt cánh ở mép ra lớn hơn 90
o
, khối lượng riêng 1,2 kg/m
3
, động cơ kéo quạt có vòng quay 2900
vòng/phút.

Bài tập Máy nén
1. Tính công nén lý thuyết để nén 1m

3
không khí từ áp suất 1at lên 1,1 at và 5 at.
Cho bết nhận xét
2 . Tính công suất và nhiệt độ cuối của máy nén pít tông một cấp nén khí Amoniac với năng suất 160
m
3
/giờ từ 2,5 at lên 12 at. Nhiệt độ ban đầu -10
o
C, hiệu suất đoạn nhiệt 0,7.
3. Muốn nén không khí lên áp suất 4,5 at với lưu lượng 80 kg/giây có thể dùng máy nén pít tông một cấp có
đường kính pít tông 190 mm , hành trình 200 mm, thể tích chết 5%, chỉ số nén đa biến 1,25 và số vòng
quay 200 vòng/phút được không?
4. Tính áp suất lớn nhất (năng suất bằng không) máy nén pít tông một cấp nén khí metan có thêt tích chết
8,5%
5. Không khí đước nén từ áp suất 1 at lên 9 at bằng máy nén pít tông 1cấp và 3 cấp có làm lạnh trung gian,
thể tích chết 8%.
6. Dùng máy nén khí để nén khí metan đến áp suất 55 at với năng suất 210 m
3
/giờ (trong điều kiện tiêu
chuẩn), nhiệt độ 18
o
C,áp suất 1 at.
Tính số cấp máy nén và áp suất ra mỗi cấp và công suất máy nén với hiệu suất 0,7
7. Muốn có 230 m3/phút khí với áp suất 6 at.thì dùng máy nén như thế nào ?
8. Tính tỷ số tăng áp suất lớn nhất để nén không khí vào lò cao. Biết rằng nhiệt độ khí nén nhỏ hơn nhiệt độ
ngọn lửa 50oC, nhiệt độ không khí ở cửa vào 30oC, nhiệt độ ngọn lửa 250oC.
9. Tính nhiệt lượng cần thu hồi trong quá trình nén khí đẵng nhiệt.Biết rằng khí được nén từ 1 at lên 4 at,
nhiệt độ khí ban đầu 25oC và khối lượng riêng 1,2 kg/m3
10. Xác định tỷ số tăng áp suất để cho hiệu suất điền đầy máy nén đạt giá trị cực đại, cực tiểu
11.Tính kích thước chính máy nén không khí với năng suất 1000 m3/giờ, nén khí từ áp suất 1 at lên 50 at.

Cho biết vận tốc trung bình pít tông 3 m/giây, tỷ số hành trình trên đường kính pít tông là 1, hiệu suất điền
đầy (hịu suất thể tích) 0,78. Các thông số khác tự chọn.
12. Tính hiệu suất thể tích máy nén không khí khi biết các thông số sau : đường kính pít tông 80 mm , hành
trình 70 mm , năng suất 60 m3/giờ. Máy nén một cấp 2 xy lanh.
13. Tinh kích thước chính máy nén có năng suất 100 m3/giờ nén không khí từ 1 at lên 15 at, Các thông số
khác tự chọn.
14. Tính lượng nước cần thiết để làm lạnh trung gian cho máy nén khí có các thông số làm việc sau lưu
lượng 3,2 m3/phút, áp suất khí tại cửa vào 1 at , nhiệt độ 20oC , áp suât khí cửa ra 10 at, quá trinh nén
đoạn nhiệt, vòng quay máy nén 1000 vòng/phút
15. Tính toán kích thước chính máy nén dọc trục. Cho biết năng suất máy nén 50 kg/giây, áp suất khí tại
cửa vào 100 kPa, nhiệt độ 20oC tỷ số tăng áp suất 5, hằng số không khí 287 J/(kg.
o
K).
16. Tính toán kích thước chính máy nén khí kiểu pít tông, lượng nước cần thiết để làm lạnh, động cơ dẫn
động máy nén. Cho biết năng suất 3,2 m
3
/phút áp suất khí tại cửa vào 1 at, nhiệt độ 20
o
C, áp suất khí sau
khi nén 10 at, nén theo quá trình đoạn nhiệt với chỉ số đoạn nhiệt 1,4 và hiệu suất đoạn nhiệt 0,75, vòng
quay động cơ kéo máy nén 1000 vòng/phút, hiệu suất truyền động 0,96 , hiệu suất thể tích 0,86.
Tuốc bin nước
1. Chọn tuốc bin cho trạm thuỷ điện có các thông số sau : côtt áp 200 m, lưu lượng 2m3/giây, hiệu suất đạt
được 88%. Máy phát nối với tuốc bin có vòng quay là 750 vòng/phút hoặc 1000 vòng/phút.
2. Một trạm thuỷ điện có lưu lượng là 64 m3/giây và cột áp 19 m. Tuốc bin dùng cho trạm đồng dạng cơ
học với tuốc bin mô hình có các thông số sau : đường kính yphát ra là 6,2 kw và vòng quay tuốc bin là
114 vòng/phút. Tính các đường kính mép vào bánh công tác và các thông số làm việc của tuốc bin. Cho
biết máy phát của tuốc bin là 250 vòng/phút. Hiệu suất tuốc bin mô hình và nguyên hình như nhau.
3 Hãy tính vị trí lắp đặt tuốc bin tại trạm thuỷ điện để tránh bị xâm thực. Tuốc bin đặt ở đô cao 900 m, cột
áp 5 m và vòng quay đặc trưng tuốc bin 450 vòng/phút hoặc cột áp 30 m.

- Cao trình đặt tuốc bin 900m và cột áp tuốc bin 30 m, vòng quay đặc trưng 650 vòng/phút.
4. Một tuốc bin được thiết kế có các thông số làm việc : cột áp 25 m, lưu lượng 12,7 m3/giây, vòng quay
300 vòng/phút và công suất 2750 kw dược dùng cho tram thuỷ điện có cột áp 17,5 m. Hãy xác định các
thông số làm việc của tuốc bin tai trạm.
5. Một tuốc bin được thiết kế có các thông số làm việc : cột áp 9 m, lưu lượng 2m3/giây, vòng quay 600
vòng/phút và công suất 155 kw dược dùng cho tram thuỷ điện có cột áp 6 m. Hãy xác định các thông số
làm việc của tuốc bin tai trạm.