Đặc tính của bơm cánh quạt

bài viết Đặc tính của bơm cánh quạt trình bày nội dung chính sau: Tổn thất trong máy bơm và hiệu suất máy bơn; Đường đặc tính của máy bơm cánh quạt,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đặc tính của bơm cánh quạtĐặc tính của bơm cánh quạtĐặc tính của bơm cánh quạtBởi:Nguyễn Quang ĐoànĐẶC TÍNH CỦA BƠM CÁNH QUẠTTổn thất trong máy bơm và hiệu suất máy bơmCác phương trình cơ bản của máy bơm chưa xét đến những tổn thất sinh ra trong các cơcấu làm việc của bơm. Việc xét đầy đủ đến các tổn thất này đến nay còn chưa thực hiệnđược, ngoài các công thức lý thuyết người ta còn phải dựa vào thí nghiệm để bổ sung.Trong máy bơm có ba dạng tổn thất : tổn thất thủy lực, tổn thất dung tích, tổn thất cơkhí. Chúng ta lần lượt xem xét các tổn thất, hiệu suất và công suất liên quan :Tổn thủy lực :Tổn thất này sinh ra khi chất lỏng chuyển qua tất cả các cơ cấu công tác động hoặc tĩnhtại của máy bơm, bao gồm:- Tổn thất ma sát giữa chất lỏng tiếp xúc với vật thể rắn ( gồm tổn thất dọc đường và cụcbộ ): hms1 = SQ2 , trong đó S là hệ số dọc đường và cục bộ;- Tổn thất xung kích hms2 sinh ra ở những nơi như mép cánh, cửa vào, cửa ra ... do tạoxoáy nước khi chế độ dòng chảy không giữ được ở trạng thái làm việc đã thiết kế. Lưulượng qua bơm càng xa lưu lượng thiêt kế ( Qtk ) thì xoáy càng lớn do vậy tổn thất nàycàng lớn: hms2 = S2 ( Q - Qtk )2 , trong đó S2 là hệ số tổn thất xung kích.Tổng hai thành phần trên lại ta được tổn thất thủy lực : hms = hms1 + hms2. Hình 3 - 5,abiểu thị dạng các tổn thất thủy lực trong máy bơm. Cột nước thực tế của máy bơm Hbằng cột nước lý thuyết Hl trừ đi hms: H = Hl - hms = K. H ∞ ∣ − hms.Hiệu suất thủy lực của máy bơm : ηtl = H / Hl = ( Hl - hms ) / Hl ( 3 - 14 ).Giá trị của hiệu suất thủy lực phụ thuộc vào độ nhám tương đối của bề mặt phần chảy và,chế độ làm việc của bơm và kích thước máy bơm. A.I. Mikhailôv và V.V. Maliusenkôđưa ra công thức thực nghiệm xác định hiệu suất thủy lực khi bơm làm việc ở chế độthiết kế:1/14Đặc tính của bơm cánh quạtηtl = 0,7 + 0,0835logD0. ( 3 - 15 )D0 là đường kính cửa vào BXCT ( mm ).Công suất tiêu hao để khắc phục tổn thất thủy lực:Ntl = 9,81( Q + ΔQ )hms ( 3 - 16 )Tổn thất dung tích ΔQ:Là lượng nước rò rỉ qua các khe rãnh giữa các phần quay và phần tĩnh của bơm do chênhlệch áp lực giữa ống đẩy và ống hút, làm giảm lưu lượng bơm và hiệu suất chung củabơm. Việc giảm khe hở giữa các phần là cần thiết để hạn chế ΔQ tuy vậy về điều kiệnkết cấu và vận hành việc giảm này không phải trường hợp nào cũng làm được.Hiệu suất dung tích: ηd = Q / ( Q + ΔQ ) ( 3 - 17 )A.A. Lômankin đã đưa ra công thức thực nghiệm xác định hiệu suất dung tích khi bơmlàm việc ở chế độ thiết kế:ηd = 1 / ( 1 + 0,68ns-2/3 ), ns là tỷ tốc của bơm ( 3 - 18 ).Công suất tiêu hao để khắc phục tổn thất dung tích là:Nd = 9,81 ( H + hms ) ΔQ ( 3 - 19 ).Tổn thất cơ khí ΔNck:Tổn thất cơ khí trong máy bơm bao gồm: tổn thất do ma sát giữa chât lỏng và 2 mặtngoài của đĩa BXCT , giữ chất lỏng với vỏ của bơm và ma sát trong các vật chèn kínnước, ma sát giữa trục và ổ trục. Tổn thất do ma sát giữa chất lỏng và các mặt ngoài đĩa−5322210 .U .DBXCT ( kW ): ΔNmsđ = 1,13.( 3 - 20 ).Tổn thất ma sát ở vật chèn kín nước và ổ trục thường chiếm 2 ... 4% công suất yêu cầucủa bơm ( N ), bơm càng lớn thì tổn hao naỳ càng bé.Hiệu suất cơ khí của bơm: ηck = 1 - ΔNck / N ( 3 - 21 ).A.A. Lômankin cũng đưa ra công thức xác định hiệu suất cơ khí khi máy bơm làm việc0,97ở chế độ thiết kế: ηck =2 ( 3 - 22 ).1 + 820 /ns2/14Đặc tính của bơm cánh quạtĐể nâng cao hiệu suất cơ khí của bơm cần gia công bề mặt đĩa BXCT và vỏ bơm, đặcbiệt đối với bơm tỷ tốc thấp.Hiệu suât chung của máy bơm :.Quan hệ giữa hiệu suất máy bơm và tỷ tốc ns và D0Hiệu suất của máy bơm phụ thuộc vào tủy tốc ns và đường kính cửa vào BXCT. XemHình 3 - 9,b . Từ hình vẽ ta thấy: hiệu suất cao của máy bơm chỉ đạt được khi tỷ tốc ns> 100. Tất nhiên mỗi máy bơm có đặc tính riêng về kết cấu của nó, một hoặc hai vòngchống rò , bộ phận giảm lực dọc ( có ảnh hưởng đến hiệu suất bơm ), mức độ gia côngnhẵn bề mặt đĩa hoặc phần chảy ..v.v.. . Tất cả đều có ảnh hưởng đến trị số các tổn thấtvà hiệu suất tương ứng của máy bơm.Đường đặc tính của máy bơm cánh quạtĐường đặc tính của máy bơm là đồ thị biểu thị quan hệ phụ thuộc giữa các thông số cộtnước H, công suất N, hiệu suất η ... vào lưu lượng Q với vòng quay n không đổi của rô totổ máy bơm. Đường đặc tính của máy bơm thường được vẽ từ kết quả của thực nghiệmtrên các giá thí nghiệm chuyên ngành và điều kiện thí nghiêm.3/14Đặc tính của bơm cánh quạtĐường đặc tính của bơm li tâm vẽ theo lý thuyếtDo số lượng cánh bơm là hữu hạn và chất lỏng không phải là lý tưởng và khi làm việccó tổn hao ... do vậy các giá trị Q, H, N lý thuyết và thực tế có khác nhau. Biểu thức xácđịnh cột nước lý thuyết, cánh vô hạn và chất lỏng lý tưởng như đã biết ( phương trình3 - 1 ). Đa số trường hợp hướng vào của chất lỏng trên cánh BXCT có hướng bán kínhbởi vậy α1 = 900, tương ứng C1u = C1cosα1 = 0 nên :H∞l=UC2g2u(3-2)Sau đây trình bày cụ thể cách vẽ đường đặc tính của bơm li tâm theo lý thuyết:Vẽ đường đặc tính Q - HDùng phương trình ( 3 - 2 ) ta tiến hành vẽ các đường đặc tính của bơm li tâm. Từtam giác tốc độ cửa ra BXCT ta thấy :lượng lý thuyếtC =U −W2u2, còn2uW = C .ctgβ , lưu2u2r2Q = πD b C . Vậy :l222rBiểu thức ( 3 - 22 ) là phương trình đường thẳng tùy thuộc vào góc β2: đường 2 và 3 là4/14Đặc tính của bơm cánh quạtĐường đặc tính cột nước H - Q của bơm li tâm.đường tương ứng với góc β2 = 900 và β2 > 900 còn đường 1 được vẽ ứng với β2 < 900. Như đã phân tích chọn góc β2 < 900 làm góc thiết kế, do vậy ta vẽ đường H - Q theogóc này như sau:HU2Q DbUβ2= g , khi H ∞ ∣ = 0 thìKhi Ql = 0 thì= π 2 2 2? / ?ctg 2, ta vẽ được∞llđường 1 Để xác định cột nước lý thuyết của bơm có số cánh hữu hạn một số tác giả đềnghị dùng công thức hiệu chỉnh Hl = K. H ∞ ∣để vẽ đường 4. Tuy nhiên nếu lấy K là sốkhông đổi thì giá trị Hl chỉ là gần đúng vì rằng khi Hl = 0 thì Ql sẽ bằng khi H ∞ ∣= 0.Trong thực tế ...