máy thủy lực – tua bin nước và máy bơm: phần 2

phần 1 cuốn sách “máy thủy lực – tua bin nước và máy bơm” cung cấp cho người học các kiến thức về máy bơm bao gồm: những khái niệm chung, bơm cánh, sử dụng bơm ly tâm và bơm hướng trục, các loại bơm khác. mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
máy thủy lực – tua bin nước và máy bơm: phần 2Phần IIMÁY BƠMChương 1NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG1.1. ĐỊNH NGHIÃ - PHÂN LOẠI1.1.1. Định nghiãBơni là một loại máy thuỷ lực dùng năng lượng bên ngoài tác động lên chất lỏng làmtăng năng lượng của chất lỏng để vận chuyển chất lỏng. Năng lượng được chuyển hoá làmcho năng lượng chất lỏng tăng lên thường là cơ năng trên trục động cơ, song cũng có thể lànăng lượng của môi trường (chất lỏng, chất khí) có năng lượng cao như trong bơm tia vàbơm dùng khí.Ta biết rằng năng lượng đơn vị của chất lỏng bao gồm ba thành phần: vị năng z, áp năng2p,V-—, và đông năng — .y2gpV2E = z + —+ Y 2g(1-1)Năng lượng truyền cho chất lỏng có thể làm tăng vị năng chất lỏng như trong bánh xenước (cọn nước), hay làm tăng áp năng của chất lỏng như trong bơm pittông, bơm bánhrăng ... , hay làm tăng Cù pnần áp năng và động năng của chất lỏng như trong các loại bơmcánh (bơm ly tâm, bơm hướng trục ... ).1.1.2. Phân loạiCó rất nhiêù loại bơm , có thể phân theo nguyên lý làm việc, phân theo dạng lực tácđộng lên chất lỏng, phân theo kết cấu của cơ cấu làm việc, phân theo dạng chuyển động củacơ cấu làm việc ...Theo nguyên lý tác dụng có:- Nguyên lý thể tích: Máy hoạt động dựa trên nguyên lý nén chất lỏng. Khi V(thể tich)thay đổi thì p (áp suất) chất lỏng thay đổi. Tuỳ thuộc dạng chuyển động cơ cấu làm việc màphân thành nhóm bơm pittông hay nhóm bơm rôto. Nhóm hơrn pittông làm việc trênnguyên lý dịch chuyển (chuyển động tịnh tiến) pittông làm chất lỏng bị nén ép buộc phảichuyển động theo, tạo thành chu trình hút và đẩy chất lỏng. Bơm pittông cũng rất đa dạng:bơm tác động đơn, bơm tác động kép, bơm tác động nhiều lần (xem 4.1) . Bơm tiêm, bơmmàng ngăn cũng thuộc loại này. Nguyên lý làm việc của bơm màng ngăn là lợi dụng tính97đàn hồi của màng ngăn để thay đổi thể tích. Còn ở bơm rôto thông qua chuyển động quaymà nén chất lỏng, như ở bơm bánh răng, bơm trục vít (xem 4.2). Bơm lắc thì thay đổi thểtích bằng chuyển động khứ hồi theo vòng cung của cần lắc. Bơm chân không vòng nướccũng thuộc loại bơm thế tích (xem 4.3).- Nguyên lý động học: Ở bơm cánh máy hoạt động dựa trên nguyên lý túc dụng tương hỗgiữa cánh bánh xe công tác với chất lỏng Khi bánh xe công tác quay trong môi trường chấtlỏng, dưới tác dụng của các cánh BXCT chất lỏng nhận năng lượng và chuyển động trên bềmặt cánh bơm theo nguyên lý chảy bao cánh, như trong bơm li tâm, bơm hướng trục, bơmđối góc. Trong chương hai giới thiệu kỹ loại bơm này. Một số loại bơm khác lại dựa trênnguyên lý ma sát khi hoà trộn chất lỏng với môi trường có năng lượng cao, như bơm tia,bơm dùng khí. Ở bơm dùng khí (xem 4.5), khí nén hoà trộn vào chất lỏng tạo thành hỗnhợp “nước-khí” có trọng lượng riêng nhỏ hơn trọng lượng riêng của chất lỏng nên mựcnước dâng cao tạo thành quá trình bơm. Còn ở bơm tia (xem 4-4) thì hoà trộn chất lỏng cónăng lượng cao vào chất lỏng cần bơm tại buồng hỗn hợp để cùng đi lên ống đẩy. Ngoài ra,còn có các loại bơm làm việc theo nguyên lý khác, như bơm nước va làm việc theo nguyênlý hiệu quả nước va (xem 4.7)...Sơ đồ phân loại máy bơm như hình vẽ 1-1Hình 1-1: Sơ đồ phán loại mây bơnì.981.2THÔNG SỐ Cơ BẢN CỦA MÁY BƠM1.2.1.Lưu lượng bơm là khối chất lỏng được bơm lên trong một đơn vị thời gian, kýhiệu Q, đơn vị: m3/h, m3/s, 1/s, 1/ph.1.2.2. Cột áp (cột nước)Hình 1.2 là sơ đồ lắp đặt máy bơm ở trạm bơm. Muốn đưa chất lỏng từ bể hút lên bể xảthì chất lỏng phải thu nhận năng lượng khi đi qua máy bơm. Năng lượng đơn vị mà chấtlỏng nhận được ở máy bơm chính là hiệu năng lượng đơn vị của chất lỏng đi qua bơm tạimặt cắt ra và mặt cắt vào của máy bơm.í_nP-,V2 NH = E 2 - E , = Z-, H--- —H--- —lY 2g)—fpVz ,+ 2 l + 2 lY 2gV( 1- 2)Trong đó:Z B, ZA - cao độ tại mặt cắt ra (điểm 2) và mặt cắt vào (điểm 1) của máy bơm, (m).p2 , p, - áp suất của chất lỏng tại mặt cắt ra và tại mặt cắt vào, (T/ m 2).Y- t ỷ trọng chất lỏng, (T/ m3).v2 , V, - vận tốc của chất lỏng tại mặt cắt ra và tại mặt cắt vào máy bơm, (m/s).Trong thí nghiệm kiểm định máy bơm, chất lỏng thường dùng là nước, cột áp thường đobằng mét cột nước (mH2ơ ) , nên thường dùng thuật ngữ cột nước. Cột nước toàn phần củabơm là hiệu năng lượng đơn vị cửa dòng chất lỏng đi qua bơni tại mật cắt ra vù tại mật cắtvào của máy bơm.Khi chất lỏng từ bể hút (điểm 0) vào máy bơm phải khắc phục tổn thất thuỷ lực trênđường ống dẫn (ống hút).Ebh - Eị = AH0_,Còn chất lỏng ra khỏi máy bơm đi lên bể xả (điểm 3) cũng phải khắc phục tổn thất thuỷlực trên đường ống dẫn (ống đẩy).E bx- E 2 = A H 2_3Do đó:E 2 - E , = E bx - E bh +(A H Ũ_) +A H 2_3)Nếu lấy mặt chuẩn 0-0 là mặt thoáng bể hút, ta c ó :E bh = 0 ,E bx = H dh. Như vậy, cộtnước địa hình H dh là độ chênh mặt thoáng tụi b ể xả vù b ể hút:^dh = Z bx—Z bh(1-3)Do đó cột nước toàn phần của bơm:H = H dh + AH0_3.(1-4)Ở đây, AH0_3 là tổn thất thuỷ lực đường dẫn, bao gồm tổn thất thuỷ lực trên đường ốnghút và trên đường ống đẩy:99a h 0_3= a h 0_, + AH, ,=X2gFfQ2K hoảng cách từ chỗ lắp đặt m áy bơm đến m ặt thoáng bể hút gọi là chiều cao hút H scủa bơm:H S = V MB- Z bh(1-5)Trong đó:V MB - cao trình lắp đặt máy bơm.z bh - cao trình mặt thoáng bể hút. Với máy bơm nước, nguồn nước bể hút có thể là hồchứa, sông suối, giếng nước ngầm.Độ chân không trong máy bơm tính như sau (khi Hs >0):2H ck- H s + ^ + AH0„,2g(1-6)Còn khoảng cách từ mặt thoáng bể xả đến cao trình lắp đặt máy bơm gọi là cột nước đẩyđịa hình.Hđ = Z bx—V MB(1-7)H đh= H s + Hd(1-8)Do đóBể xả nói ở đây có thể là bể áp lực ở đầu hệ thống kênh dẫn hay tháp nước ở đầu mạnglưới đường ống , cũng có thể là bình chứa chất lỏng kín hoặc hở. Nếu là bình chứa chấtlỏng kín có áp suất p (như ở thiết bị dầu áp lực) thì áp suất khí nén tại bình chứa phải tínhđến khi xác định cột nước địa hình của máy bơm:H dh = Z bx- Z bb+ ^Y(1-9)Nếu trước máy bơm lắp chân không kế và sau máy bơm lắp áp k ...