§1 Khái niệm chung về MCD - Kết
cấu, nguyên lý làm việc của BLT
Bơm và ñộng cơ kiểu cánh dẫn:
• Bơm ly tâm, bơm hướng trục
• Các loại Tuabin : TB tâm trục (Francis), TB
hướng trục (Kaplan), TB gáo (Pelton)
• Quạt, máy nén ly tâm, hướng trục
-- Ly tâm (hướng tâm): CL chuyển ñộng qua BCT theo
phương từ tâm BCT ra ngoài (hoặc từ ngoài vào tâm
theo phương bán kính).
-- Hướng trục: CL chuyển ñộng qua BCT theo phương
song song với trục (dọc trục)
38 trang |
Chia sẻ: hoang10 | Lượt xem: 542 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Cơ khí chế tạo máy - Chương 2: Máy cánh dẫn - Bơm ly tâm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
11
Chương 2
MÁY CÁNH DẪN - BƠM LY TÂM
2
§1 Khái niệm chung về MCD - Kết
cấu, nguyên lý làm việc của BLT
Bơm và ñộng cơ kiểu cánh dẫn:
• Bơm ly tâm, bơm hướng trục
• Các loại Tuabin : TB tâm trục (Francis), TB
hướng trục (Kaplan), TB gáo (Pelton)
• Quạt, máy nén ly tâm, hướng trục
-- Ly tâm (hướng tâm): CL chuyển ñộng qua BCT theo
phương từ tâm BCT ra ngoài (hoặc từ ngoài vào tâm
theo phương bán kính).
-- Hướng trục: CL chuyển ñộng qua BCT theo phương
song song với trục (dọc trục)
23
Kết cấu Bơm ly tâm
• Bánh công tác: ñĩa
(may ơ) lắp trên trục,
trên may ơ gắn các
cánh dẫn. Cánh dẫn
là các bản cong. BCT
có chuyển ñộng quay.
• BCT ñặt trong vỏ
bơm ( buồng xoắn:
cửa vào buồng xoắn
nối với ống hút, cửa
ra buồng xoắn nối với
ống ñẩy).
Bánh công tác
4
Bánh công tác bơm ly tâm
35
Bơm ly tâm
6
Diffuseur
Cửa ra
Buồng xoắn
Sơ ñồ Vỏ Bơm ly tâm
47
Bơm ly tâm - Nguyên lý làm việc
Đĩa B
Cánh dẫn
Đĩa A
1
2
3
4
6
8
Nguyên lý làm việc
Điều kiện: Buồng xoắn, bánh công tác và ống hút phải
ñược ñiền ñầy chất lỏng (mồi bơm).
Nguyên lý làm việc:
• BCT quay CL trong BCT ñược cánh dẫn cung cấp
năng lượng; lực ly tâm ñẩy CL ñi ra khỏi BCT CL
ñược gom vào buồng xoắn và ñi vào ống ñẩy: quá
trình ñy ca bm.
• CL ñi ra khỏi BCT ở cửa vào của BCT tạo nên 1
vùng có chân không hút CL từ bể hút theo ống hút
vào BCT: quá trình hút ca bm.
• Quá trình hút và ñẩy là liên tục, ñồng thời tạo nên
dòng chy liên tc trong h thng ñ
ng ng.
59
Phân loại
• Bơm 1 cấp, 1 miệng hút:
- 1 BCT
- cột áp bị hạn chế do sức bền (≤ 100m cột nước).
• Bơm nhiều cấp:
- Tạo cột áp cao
- Nhiều BCT lắp trên 1 trục chung.
- Cột áp là tổng của các cột áp do các BCT ñơn tạo
nên.
• Bơm hai miệng hút:
- Hút CL vào từ 2 phía,
- BCT bao gồm 2 BCT của bơm 1 miệng hút ñối xứng
nhau ghép lại,
- Lưu lượng của bơm tăng gấp ñôi
- Cột áp bằng cột áp của bơm 1 miệng hút .
10
Bơm ly tâm 1 cấp, 1 miệng
hút
611
Bơm ly tâm 1 cấp, 2 miệng
hút
12
Bơm ly tâm nhiều cấp
713
Trục Bơm ly tâm nhiều cấp
14
§2. Phương trình cơ bản của
máy cánh dẫn
• Quan hệ giữa cột áp H do BCT tạo ra với các
thông số hình học (ñường kính BCT, ñộ cong
của cánh...) và các thông số ñộng học (số
vòng quay, l u l ng) cuả BCT
815
I. Giả thiết Euler
1. Dòng chảy qua BCT gồm các dòng nguyên tố
ging ht nh nhau.
2.Chuyển ñộng tương ñối của chất lỏng trong BCT có
quỹ ñạo trùng khít với biên dng cánh d
n.
Điều kiện ñể có dòng chảy như giả thiết trên:
+ Số cánh dẫn nhiều vô cùng và mỏng vô cùng.
+ CL làm việc là CL lí tưởng (không nhớt)
Cột áp tính toán với các giả thiết trên: cột áp lý
thuyết - vô cùng Hl∞
16
Bánh công tác bơm ly tâm
917
II. Các thành phần vận tốc của
CL qua BCT
Ký hiệu:
1: vị trí CL bắt ñầu vào BCT (gặp cánh): R1
2: vị trí CL khi ra khỏi BCT (ra khỏi cánh): R2
• Chuyển ñộng theo (quay cùng BCT): vận tốc theo (vận
tốc vòng), có phương thẳng góc với bán kính tại ñiểm
ñó. u1=ω.R1 u2=ω.R2
• Chuyển ñộng tương ñối: vận tốc tương ñối tiếp tuyến
với cánh dẫn w1, w2
• Chuyển ñộng tuyệt ñối: vận tốc tuyệt ñối c1, c2
wuc +=
18
ω
2
1
b
Các thành phần vận tốc của CL trong
BCT bơm ly tâm
10
19
Velocity diagrams
20
Tam giác vận tốc
• β : góc giữa w và phương
ngược chiều với u (góc bố trí
cánh dẫn trên bánh công tác)
β1 : góc ñặt cánh tại cửa vào
β2 : góc ñặt cánh tại cửa ra
• cu : hình chiếu của c lên
phương u
• cm : hình chiếu của c lên
phương thẳng góc với u.
u2
w2
c2
c2u
c2m
β2
11
21
• C2m ⊥ tiết diện chảy ra của BCT C2m là thành
phần vận tốc tạo ra lưu lượng
• Cu là thành phần vận tốc ảnh hưởng ñến cột áp
βctgcuc mu ⋅−=
222
2 2 br
Q
F
Q
c m
⋅⋅
==
pi
u2
w2
c2
c2u
c2m
β2
22
III. Phương trình cột áp
(PT cơ bản của máy cánh dẫn)
• Bơm ( )u11u22l cucug
1H ⋅−⋅⋅=
∞
( )
u22u11l cucug
1H ⋅−⋅⋅=
∞
• Tua bin
12
23
Ý nghĩa ca ph ng trình c bn
1. Quan hệ giữa các thành phần vận tốc với cột áp:
• Tam giác vận tốc: w22 = c22 + u22 - 2 u2. c2u
( )u c c u wu2 2 22 22 2212. = + −
( )u c c u wu1 1 1 2 12 1 212. = + −
( ) ( )[ ]
g
ww
g
uu
g
cc
wucwuc
g
H l
222
2
1
2
2
2
1
2
1
2
2
2
1
2
2
2
1
2
1
2
1
2
2
2
2
2
2
−
+
−
+
−
=
−+−−+=
∞
24
H
u u
g
w w
gl ténh∞
=
−
+
−2
2
1
2
1
2
2
2
2 2
H
c c
gl âäüng∞
=
−2
2
1
2
2
⇒ Hl∞ = Hl∞tĩnh + Hl∞ñộng
( ) ( )[ ]
g
ww
g
uu
g
cc
wucwuc
g
H l
222
2
1
2
2
2
1
2
1
2
2
2
1
2
2
2
1
2
1
2
1
2
2
2
2
2
2
−
+
−
+
−
=
−+−−+=
∞
- Cột áp ñộng: phần ñộng năng ñơn vị của dòng chảy
ñược tăng lên khi ñi qua bơm.
- Cột áp tĩnh: do sự chênh lệch của u, w của dòng chảy
tại lối vào và lối ra của BCT.
13
25
2. Nếu c1u= 0: ñk chảy vào thẳng góc (c1
vuông góc vi u1)
2
1
2
1
2
m1
2
1 uwcc −==
( )H
g
u cl u∞ = ⋅ ⋅
1
2 2
Điều kiện có lợi nhất về cột áp ñối với B, Q, MN
26
3. Cột áp thực H: H < Hl∞ do:
• Tổn thất năng lượng do chất lỏng thực
• Số cánh dẫn là hữu hạn (Z cánh)
H = ηH . εZ .Hl∞
• ηH :hiệu suất thủy lực (0,8 ÷ 0,96) biểu thị tổn
thất năng lượng khi dòng chảy ñi TRONG BCT.
• εZ: hệ số ảnh hưởng do số cánh là hữu hạn.
2Z sinZ
1 βpi−=ε
- Công thức Stodola; Z là số cánh của BCT)
- Trong tính toán gần ñúng: εZ = 0,8
14
27
Kt lun
• H tỉ lệ với:
- Đường kính ra D2
- Số vòng quay n
- Vận tốc c2u tại lối ra của BCT
• H bị giới hạn do:
- Svq n hạn chế bởi khả năng chống xâm thực
- D2 không ñược quá lớn
- c2u không ñược quá lớn (c2 quá lớn => tổn thất năng
lượng của dòng chảy qua BCT sẽ rất lớn) => ảnh hưởng
ñến hiệu suất của bơm.
mun ct áp là có li nht thì BCT phi có:
- kt cu phù hp
- góc b trí cánh d
n hp lý.
28
Tính toán sơ bộ
2
uH
2
2Ψ= Ψ: hệ số cột áp thực
0,41 ÷ 0,330,71 ÷ 0,511,24 ÷ 0,711,56 ÷ 1,24Ψ
350 ÷ 580
Bơm hướng
chéo
180 ÷ 350
BLT; H thấp
60 ÷ 180
BLT; H trung
bình
50 ÷ 60
BLT; H cao
ns
15
29
IV. Ảnh hưởng của hình dạng cánh ñến
sự phân bố năng lượng
1) Ảnh hưởng của góc β1
Điều kiện chảy vào thẳng góc: c1u=0
tg
c
u c
c
u
c
u
m
u
mβ1 1
1 1
1
1
1
1
=
−
= =
u1
c1
w1
c
Q
D b
tg
Q
D b um1 1 1 1
1
1 1 1 1
= ⇒ =
pi µ β pi µ
µ1 = 0,85 ÷ 0,95: hệ số ảnh hưởng của chiều dày cánh
Để dòng chảy không va ñập với cánh dẫn tại lối vào của BCT,
(ảnh hưởng xấu ñến hiệu suất và cột áp thực): β1 = 15÷ 30o
30
ω
2
1
b
Các thành phần vận tốc của CL trong
BCT bơm ly tâm
u2
w2
c2
β2>90o
16
31
+ ∞0- ∞Hl ∞
18090β2min0β2
2) Ảnh hưởng của góc ñặt cánh β2 ñến cột áp
Điều kiện chảy vào thẳng góc ( )H
g
u cl u∞ = ⋅ ⋅
1
2 2
( )
2
22
2
22222 ββ ctg
g
cu
g
u
g
ctgcuuH mml ⋅
⋅
−=
⋅−⋅
=
∞
a. Hl∞ > 0 β2 > β2min
mc
u
ctgarc
2
2
min2 =β
u
g
2
2
32
• Ảnh hưởng của góc β2 ñến ct áp tĩnh của bơm
c1u=0 c1m=c2m=cm
H
c c
g
c c
g
c c
gl âäüng
m m
∞
=
−
=
−
=
−2
2
1
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2 2 2
( )
H
u c ctg
gt âäüng
m
∞
=
− ⋅2 2 2
2
2
β
u2
w2
c2
c2u
c2m
β2
( )
g
ctgcu
g
cuHHH mudonglltinhl 2
2
22222 β⋅−
−
⋅
=−=
∞∞∞
H ctg
u
c
arc ctg
u
c
vaì arc ctg
u
cl ténh m m m
∞
≥ ⇒ ≤ ⇒ ≤ −
≥
0 2
2 2
2
2
2 2
2
2
2
2
2
β β β
β2min <β2 <β2max
17
33
+ ∞0- ∞Hl∞ñộng
- ∞00- ∞Hl∞tĩnh
+ ∞0- ∞Hl ∞
180β2max90oβ2min0β2
u
g
2
2
g
u2 22
u
g
2
2
2
u
g
2
2
2
g
u2 22
( )
2
22
2
22222 ββ ctg
g
cu
g
u
g
ctgcuuH mml ⋅
⋅
−=
⋅−⋅
=
∞
34
• Hệ số phản lực: ñánh giá khả
năng tạo ra cột áp tĩnhρ =
∞
∞
H
H
l ténh
l
( )
ρ
β
β β=
−
−
= +
u c ctg
g
u u c ctg
g
c
u
ctg
m
m
m
2
2
2 2
2
2
2
2 2 2
2
2
2
2 1
2
1
ρ = − ⋅
=
1
2
1 0
2
2
2
2
c
u
u
c
m
m
Cánh ngoặt trước: khi β2= β2max
thì
Cánh ngoặt sau: β2<90o
Cánh hướng kính: β2 = 90o ρ = 0,5
18
35
Đối với bơm ly tâm:
• Hl∞tĩnh = (0,7 ÷ 0,8) H l∞
• Hl∞ñộng = (0,2 ÷ 0,3) Hl∞
β2 = 15 ÷ 35o,
trường hợp ñặc biệt có thể chọn β2 = 50o
Nếu BLT có góc β2 ngoài phạm vi trên
tổn thất năng lượng trong bơm quá lớn,
hiệu suất rất thấp: không chấp nhận.
36
§3. Đường ñặc tính của BLT
I. Đ
ng ñc tính ca bm:
Biểu diễn quan hệ giữa cột áp H theo lưu lượng
Q khi số vòng quay của trục bơm n=const.
1. Đường ñặc tính lý thuyết:
[n=const]
Q
Hlt ∞
19
37
2. Đường ñặc tính thực:
η(Q)
[n=const]
H
Q
H(Q)
[n=const]
Hlt∞
Hlt
ηmax
QAtk
Atk
406070787460400η %
81012141515,715,515H[m]
14121086420Q[l/s]
38
HBåm(Q)
[n=const]
η(Q)
[n=const]
Hlæåïi(Q)
A
Q
H
ηA
II. Xác ñnh ñim làm vic ca bm trong
h thng l i
Qbơm = Qlưới
Hbơm = Hlưới
⇒ giao ñiểm A
của ñường ñặc
tính bơm và
ñường ñặc tính
lưới
Qbơm = QA ; Hbơm = HA
A
AA
tr
HQN
η
γ
=
20
39
• Điều chỉnh ñể bm cung cấp cho hệ thống
lưới lưu lượng Q' theo yêu cầu;
• Điều chỉnh van trên ñường ống ñẩy, giữ
nguyên số vòng quay của bơm ñặc tính
lưới thay ñổi (ζñ → ζ'ñ), ñặc tính bơm không
thay ñổi: : ñim làm vic A’ ñ c xác ñnh
trên ñ
ng ñc tính bm.
• Thay ñổi số vòng quay của trục bơm ñc
tính bm thay ñi, ñặc tính lưới không thay
ñổi : ñim làm vic An’ ñ c xác ñnh trên
ñ
ng ñc tính l i.
III. Điu chnh ch ñ làm vic ca bm
trong h thng l i
40
HBåm(Q)
[n=const]
η(Q)
[n=const]
Hlæåïi(Q)
A
Q
H
ηA
Q'
A'H'
H’læåïi(Q)
HBåm(Q)
[n’<n]
An'
HAn'
1. Điều chỉnh
van trên
ñường ống
ñẩy: A’ ñược
xác ñịnh trên
ñường ñặc
tính bơm.
2. Thay ñổi số
vòng quay
của trục bơm:
An’ ñược xác
ñịnh trên
ñường ñặc
tính lưới.
21
41
1. Điều chỉnh van trên ñường ống
ñẩy Xác ñịnh ζ'ñ
2
K
4
'
d4h2tinhlluoi Q'
11
g
8
H H'
'
44444444 34444444 21
++
++=
d
d
d
d
h
h
h
h
uoi dd
l
dd
l ζλζλ
pi
NHƯỢC: Đóng dần van trên ñường ống ñẩy tăng sức
cản thủy lực (tổn thất qua van) không có lợi về mặt năng
lượng
ƯU: ñơn giản, dễ vận hành sử dụng với các bơm công
suất nhỏ.
Tránh ñặt van trên ñường ống hút vì có thể dẫn ñến xâm
thực.
42
HBåm(Q)
[n=const]
η(Q)
[n=const]
Hlæåïi(Q)
A
Q
H
ηA
Q'
HBåm(Q)
[n’<n]
An'
HAn'
Ao
QAo
M
2. Thay ñổi số vòng quay của trục bơm
Xác ñịnh số vòng quay n’:luật tương tự
AoQ
Q
nn
'
' ⋅=
22
43
§4. Luật tương tự (ñồng dạng)
trong máy cánh dẫn
• Tương tự = tương tự hình học + cùng
hiệu suất
I. Các tiêu chuẩn tương tự
1) Tiêu chuẩn tương tự hình học
- góc bố trí cánh dẫn giống nhau,
- số cánh dẫn như nhau
- các kích thước chiều dài tương ứng tỷ lệ
NlM
N
M
N
M
N
M
l
l
b
b
R
R
÷
=⋅⋅⋅=== λ.
2
2
2
2
44
2) Tiêu chuẩn tương tự ñộng học
v
uN
uM
N
M
N
M
N
M
c
c
c
c
u
u
u
u λ=⋅⋅⋅===
2
2
1
1
2
2
1
1
NMl
N
M
NN
MM
N
M
v
n
n
R
R
u
u
÷
⋅=
⋅
⋅
== λ
ω
ωλ
2
2
2
2
23
45
• 3) Tiêu chuẩn tương tự ñộng lực học:
Hai máy tương tự ñộng lực học khi tỷ lệ
giữa các cặp lực tương ứng tác dụng lên
2 BCT là bằng nhau (λP)
P
trN
trM
ltN
ltM
P
P
P
P λ=⋅⋅⋅==
• ReM=ReN
• Độ nhám tương ñối bằng nhau
46
II. Các phương trình tương tự của
MCD
1) Phương trình tương tự lưu lượng
N
M
3
N
M
N
M3
l
N
M
n
n
D
D
n
n
Q
Q
⋅
=⋅λ= (1)
N
M
l
N
M
N
M
N
M
v
v
2
l
mN
mM
N
M
lN
lM
n
n
R
R
u
u
c
c
F
F
Q
Q
⋅λ=
ω
ω
⋅==λ
λ⋅λ=⋅=
24
47
2) Phương trình tương tự cột áp
2
N
M
2
N
M
2
N
M2
l
N
M
n
n
D
D
n
n
H
H
=
λ= (2)
48
3) Phương trình tương tự công suất
Khi 2 máy làm việc với cùng 1 loại CL:
3
N
M
5
N
M
3
N
M5
l
N
M
n
n
D
D
n
n
N
N
=
⋅λ= (3)
25
49
III - Ứng dụng luật tương tự:
1. Svq ñặc trưng ns (hệ số tỉ tốc)
• Dùng trong tiêu chuẩn hóa máy cánh dẫn
• Đặc trưng cho một kiểu máy.
• Xác ñịnh ở ch ñ thit k Q,H,n,ηmax
a. Đối với bơm:
Đn: Số vòng quay ñặc trưng ns là svq của 1 máy
mẫu (máy ñặc trưng) tương tự với máy thiết kế, máy
mẫu có các thông số:
nS : số vòng quay/phút
Cột áp: HS = 1m cột nước
Công suất thủy lực: NS = γ.QS.HS= 0,736 KW (1 mã lực)
Định nghĩa mới: Công suất thủy lực: NS = γ.QS.HS= 1 KW
50
QS = 0,075 m3/s
H
H
n
n
H
H
n
n
S
l
S
l
S
s
= ⋅
⇒ = ⋅λ λ2
2
Q
Q
n
n
H
H
n
n
S
l
S S
S
= ⋅ =
⋅
λ3
3
2
2
Thay HS = 1m; QS=0,075m3/s
4365,3 H
Qn
nS
⋅
⋅= (4)
Bài tập: Lập công thức tính ns theo ĐỊNH NGHĨA MỚI
(NsTL=1kw)
26
51
ns=50÷80 ns=80÷150 ns=150÷300 ns=300÷500 ns=500÷1000
Dạng BCT theo ns
52
Bơm thể tích: ns<= 70 v/ph
Bơm ly tâm: ns= 40 ÷ 300 v/ph
Bơm hướng chéo ns= 300 ÷ 600 v/ph
Bơm hướng trục ns= 500 ÷ 1200 v/p
27
53
Dạng BCT và ñường ñặc tính
54
b. Đối với Tuabin: thông số thiết kế là cột
nước H ; số vòng quay n ; công suất
trên trục Ntr.
• HS = 1m cột nước
• Công suất trên trục của máy ñặc trưng:
NS = 1mã lực = 0,736 KW (Đn cũ)
NS = 1 KW (Đn mới)
4
5S
H
Nn167,1n ⋅⋅= (ĐN cũ)
28
55
Định nghĩa mới: N=1kW
• Bơm:
• Tua bin:
4
5S
H
Nn
n
⋅
= (6)
(5)Tìm công thức tính ns
của bơm theo ñn mới
Chú ý: Đơn vị của N trong công thức tính ns là kW
56
HBåm(Q)
[n=const]
η(Q)
[n=const]
Hlæåïi(Q)
A
Q
H
ηA
Q'
HBåm(Q)
[n’<n]
An'
HAn'
Ao
QAo
M
2. Xác ñịnh svq n’ của bơm khi ñiều chỉnh
bằng cách thay ñổi svq: luật tương tự
AoQ
Q
nn
'
' ⋅=
- Xác ñịnh n’
ñể bơm làm
việc tại An’ (Q’,
HAn’ )
- An’ không
nằm trên ñặc
tính bơm [n]
29
57
• Xác ñịnh parabol P (tập hợp các ñiểm làm việc
tương tự với An’)
• Phương trình parabol P: H=K.Q2
2
'
'Q
H
K An=
• Xác ñịnh giao ñiểm Ao của P với ñường ñặc
tính bơm H(Q) [n] Q(Ao)
• Ao và An’ là 2 ñiểm tương tự
AoQ
Q
nn
'
' ⋅=
58
§5. Lực hướng trục trong bơm ly
tâm
I. Các thành phần lực tác dụng lên BCT:
1. Lực ngang (thẳng góc với trục bơm):
• Dòng chảy ñi vào, ñi ra khỏi BCT là không
ñối xứng roto bị mất cân bằng tĩnh và
cân bằng ñộng
• Không thể tránh ñược
• Có thể chống ñỡ bằng các ổ trục.
30
59
2. Lực hướng trục
• PI: Lực hướng trục do áp suất không cân
bằng tác dụng lên phía ngoài của ñĩa
trước và ñĩa sau của BCT
• PII: Do sự ñổi hướng của dòng chảy khi
chảy vào và ra khỏi BCT (co c2)
• lực hướng trục có thể ñạt giá trị rất lớn
(hàng chục tấn) => cần phải tính toán và
ñưa ra phương pháp khắc phục.
60
a. Lực hướng trục PI :
Ro
PI
co
PII
( ) ( )1222 pprRP trucoI −⋅−⋅= pi
31
61
Tính ñến ảnh hưởng của áp suất do lực ly tâm
Áp suất tại 1 ñiểm trong khe hẹp:p = p2 + pω
( ) ( ) ( ) ( )[ ]22222221222 5,08 trotrotroI rRRrRpprRP +−⋅
⋅
⋅−⋅−−⋅−⋅=
ωρ
pipi
pω: áp suất do lực ly tâm của C L quay trong không gian
giữa vỏ bơm và ñĩa BCT
Thực nghiệm: ωCL = 0,5.ωBCT
62
b. Lực hướng trục PII do sự ñổi hướng
của dòng chảy
• Dòng CL qua BCT: ñổi hướng từ dọc trục
(cửa vào) ñến ly tâm (tại cửa ra) xuất
hiện lực dọc trục PII
• Phương trình biến ñổi ñộng lượng
PII = ρ.Q.co
• co: vận tốc dòng chảy tại cửa vào BCT
• PII cùng chiều với dòng chảy tại lối vào
BCT,
• PII << PI
32
63
3. Lực hướng trục tổng hợp:
• Bằng tổng ñại số của PI, PII
• Có chiều của PI (ngược chiều dòng chảy vào BCT)
• Giá trị phụ thuộc kích thước; svq n; cột áp của BCT
• Bơm nhiều cấp: P∑ = i.P
• BLT trục ñứng: P∑ = i.P ± G
• (G: trọng lượng của roto)
Tác hại:
Làm mòn các ổ chặn sai lệch khe hở trong bơm,
Làm cho roto cọ vào vỏ bơm, ảnh hưởng xấu ñến
hiệu suất; hỏng bơm.
cần phải có các biện pháp khắc phục lực dọc
trục.
64
II. Các biện pháp khắc phục lực dọc trục
• Bơm 1 cấp, 2 miệng
hút: cửa vào ñối xứng
từ 2 phía Ptruc triệt
tiêu.
• BLT có i x 2 cấp: i cấp
ñầu có cửa vào ñối xứng
với i cấp sau => lực
hướng trục triệt tiêu
1. Cho CL ñi vào BCT t hai phía:
33
65
Tạo vành lót kín thứ hai tại Ro
khe hở giữa thân bơm và
ñĩa sau gồm 2 phần:
• R2→Ro: cân bằng áp suất với
ñĩa trước,
• Ro→rtruc: thông với buồng hút
bằng các lỗ cân bằng
• Lỗ cân bằng: khoan trên ñĩa
sau của BCT (số lỗ : 3 ÷ 6).
2) Cân bng áp sut 2 bên
BCT khoan L CÂN BNG
trên ñĩa sau BCT
66
Lỗ cân bằng
Nhược ñiểm:
- Giảm hiệu suất lưu lượng do CL chảy qua
các lỗ cân bằng về lại buồng hút.
-Chỉ cân bằng ñược PI, còn lại PII
Ưu ñiểm:
-Đn gin trong chế tạo
-Thường sử dụng với BLT 1 cấp
34
67
3) S dng ñĩa cân bng (ĐCB):
Nguyên lý làm việc:
• CL có áp suất p2 tại cửa ra của
cấp cuối cùng
• CL qua khe hở δr vào buồng C
tác dụng LỰC lên ĐCB
• Buồng A (buồng cân bằng áp
lực) ở phía sau ĐCB, thông
với buồng hút
• Chênh lệch áp suất giữa A và
C ĐCB chịu lực ngược
chiều với lực hướng trục PI
triệt tiêu lực hướng trục.
• pA = p1 khi δa (giưã ĐCB và vỏbơm) rất bé
Lắp chặt trên trục bơm, ñặt ở sau cấp cuối cùng
Dùng trong BLT nhiều cấp.
Khắc phục toàn bộ lực dọc trục.
68
Đĩa cân bằng là thiết bị tự ñông ñiều chỉnh
• Lực hướng trục roto ñi
về phía trái δa giảm
pC – pA tăng LỰC tác dụng
lên ĐCB tăng cân bng
l#c h ng trc roto
không dịch chuyển nữa.
• Khi roto ñi về phía phải
δa tăng, CL từ C ñi vào A
pA tăng, pC giảm roto
ñt s# cân bng mi.
35
69
B
Q∑ = Q1 + Q2 + Q3 + ...
H1 = H2 = H3 = Hluoi
Q∑ = i .Q
A
B
Q1 = Q2
H1 + H2 = Hluoi
§6. Ghép BƠM
I. Ghép song song II. Ghép nối tiếp
70
§8. Thiết kế - Tính toán các kích thước
chính của BLT
Q(m3/s), H(m), n(v/ph): thông số thiết kế
1) Ống hút; ống ñẩy:
Vñẩy = 1,5 ÷ 2 m/s Vhút = 0,75 ÷ 1 m/s
2) Xác ñịnh các hiệu suất:
- Hiệu suất lưu lượng; Hiệu suất thủy lực, Hiệu suất cơ khí
§7. Một số lưu ý khi sử dụng bơm ly tâm:
(soạn)
36
71
• a phụ thuộc tỉ số R2, R1: thường chọn = 0,68
• Bơm lớn, BCT ñược chế tạo với tiêu chuẩn cao:
ηQ=0,96 ÷ 0,98.
• Bơm kích thước trung bình và bé:
ηQ=0,85 ÷ 0,95.
ηQ
sa n
=
+ ⋅ −
1
1 0 66,
72
( )ηH tdD= − −1
0 42
01721
2
,
lg ,
3
1 25,4
n
QD td ⋅≈
• Bơm hiện ñại, chế tạo chất lượng cao:
ηH=0,85 ÷ 0,96
• Bơm nhỏ: ηH=0,8 ÷ 0,85
37
73
Hiệu suất cơ khí: phụ thuộc
• Ma sát của ñệm chống thấm (lót kín) và ổ trục
• Ma sát thủy lực trên bề mặt BCT và ñĩa cân
bằng.
Bơm hiện ñại, chế tạo chất lượng cao:
ηck=0,92 ÷ 0,96
74
Các kích thước cơ bản
b1
D
0
db
b2
d1
D
2
d0
Dòng trung bình
[ ]d
M
s = 0 2, τ
Đ. kính trục:
[τ] = 1,2 ÷ 2 kN/cm2 : ứng suất tiếp cho phép
.
Đường kính mayơ: dhb=db=(1,2 ÷ 1,4) ds
D D dtâ hb0 1
2 2
= +
Đ. kính cửa vào:
Chiều dài mayơ BCT lắp trên trục:
lhb=(1 ÷ 1,5) dhb
38
75
Bơm hướng trục
76
BCT Tuabin hướng trục