ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG BỘ MÔN KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HỆ THỐNG THỦY LỰC Môn học: Thí nghiệm kỹ thuật hàng
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HỆ THỐNG THỦY LỰC
Môn học: Thí nghiệm kỹ thuật hàng không 2 (TR3051)
BÀI 1: KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CỦA BƠM THỦY LỰC
LỚP L02 NHÓM 03 HK 212 NGÀY NỘP: 25/01/2022 Giảng viên hướng dẫn: Đặng Trung Duẩn
Trang 2MỤC LỤC
I GIỚI THIỆU BÀI THÍ NGHIỆM 1
1 G IỚI THIỆU CHUNG VỀ BƠM BÁNH RĂNG 1
2 T HIẾT BỊ TRONG BÀI THÍ NGHIỆM 2
3 M ỤC TIÊU BÀI THÍ NGHIỆM 3
II TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 3
III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 3
IV TÍNH TOÁN SỐ LIỆU 5
V NHẬN XÉT 8
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Cấu tạo của bơm bánh răng Hình 2 Mô hình dàn thí nghiệm hệ thống thủy lực Hình 3 Sơ đồ thí nghiệm Hình 4 Biều đồ đặc tính của bơm giữa áp suất và lưu lượng Hình 5 Biểu đồ đặc tính của bơm bánh răng DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Thời gian và áp suất đo được ở từng mức van 4
Bảng 2: Lưu lượng của từng mức van 6
Bảng 3: Sai số của lưu lượng 8
Trang 3THÍ NGHIỆM HỆ THỐNG THỦY Lực
Bài 1: Khảo sát đặc tính của bơm thuỷ lực
I Giới thiệu bài thí nghiệm
Bài thí nghiệm này cho phép ta khảo sát các tính chất của bơm thủy lực cụ thể ở bài thí nghiệm này là bơm bánh răng tiếp xúc ngoài.
Bơm bánh răng hay còn có tên gọi khác là bơm nhông Là một dòng bơm chuyên dùng trong những ứng dụng bơm môi chất có tính nhớt, đặc sệt cao mà các dòng bơm khác không đáp ứng được, hoặc là hiệu suất hoạt động kém, nên được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
Bơm bánh răng có một số đặc điểm nổi bật mà chúng ta dễ dàng nhận thấy như là:
Nguyên lí hoạt động của bơm bánh răng:
Bơm bánh răng được làm việc theo nguyên lý dẫn và nén chất lỏng trong một thể tích kín có dung tích thay đổi.
Bánh răng chủ động nối với trục của bơm quay, kéo bánh răng bị động chạy theo Chất lỏng trong các rãnh răng sẽ được dịch chuyển từ khoang hút đến khoang đẩy vòng theo buồng bơm Khoang hút được ngăn cách kín với khoang đẩy Vì thể tích chứa lưu chất trong vùng đẩy giảm khi các cặp bánh răng vào khớp, nên lưu chất bị ép
và dồn vào ống đẩy với áp suất cao, quá trình đẩy của bơm diễn ra.
Đồng thời với quá trình đẩy, xảy ra quá trình hút như sau: Khi cặp bánh răng ra khớp, thể tích chứa lưu chất tăng, áp suất chứa lưu chất giảm xuống thấp hơn áp suất trên mặt thoáng làm cho chất lỏng chảy liên tục qua ống hút vào bơm Quá trình hút và
Trang 4đẩy lưu chất trong bơm xảy ra đồng thời và liên tục.
Extemal Gear Pump
Hình 1 Cấu tạo của bơm bánh răng.
2 Thiết bị trong bài thí nghiệm
Các thiết bị được sử dụng trong bài thí nghiệm gồm:
Các thiết bị được kết nối với nhau nhu sơ đồ dưới đây:
Hình 2 Mô hình dàn thí nghiệm hệ thống thủy lực.
Trang 53 Mục tiêu bài thí nghiệm
Khảo sát đặc tính của bơm dầu trên hai yếu tố về lưu lượng và áp suất Lưu lượng được xác định thông qua thời gian lượng dầu nhất định tích trong bình Áp suất được xác định bằng đồ hồ đo áp suất.
II Trình tự thí nghiệm
Bước 1: Nối các thiết bị với nhau thông qua đường ống như sơ đồ
Bước 2: Bật công tắc cầu dao ở chế độ I.
Bước 3: Điều chỉnh van tiết lưu, van an toàn ở
mức cố định là 5 Mpa.
Bước 4: Bấm nút khởi động máy bơm, tiến
hành bấm đồng hồ đo thời gian trong khoảng
mực dầu trong bình đo thể tích từ 0.5 lít đến 2
lít Đọc đồng hồ đo áp suất Ghi lại kết quả
thu được.
Bước 5: Tắt bơm, mở khóa để xả dầu
Bước 6: Lặp lại thí nghiệm với các vị trí van
tiết lưu khác nhau (VL từ 1 đến 11).
Hình 3 Sơ đồ thí nghiệm.
Trang 6III Tiến hành thí nghiệm
Sau 40 lần đo ta được bảng số liệu thời gian dầu chảy trong bình tích dầu và áp suất của bơm ứng với mỗi vị trí van tiết lưu:
Bảng 1: Thời gian và áp suất đo được ở từng mức van
VL:1 _ VL:2 VL:3 VL:4 _ VL:5
Lằn T(s) P(MP
p
PÍMP
PíMP
PíMP a)
50,4 6 4 2.8 5 4 4 5.1 2 2 4 7.7 1 4 42 1 8 3
2 12
53.7
4 6
5 2.7
4 4
2 5
4 2
1 7.5 4
1 42
3 8
52.1
4 6
5 2.7
4 4
2 5
4 2
1
1 4.2
3 8
52.1 6 4 3 5 4 4 5.1 2 2 4 7.4 1 4 4.1 1 8 3
5 12
53.9 6 4 2.9 5 4 4 5 2 2 4 7.7 1 4 4 1 8 3
54.8
4 ,6
5 2.7
2 5.1
4 2
1 7,7 4
1 4.1
3 8
254 6 4 2.7 5 4 4 4.9 2 2 4 7.6 1 4 4 1 8 3
s 12
53.9
4 6
5 2.8
4 4
2 4.9
4 2
1
1 4.2
3 8
51.2
4 6
5 2.9
4 4
2 5
4 2
1
1 4.1
3 8 1
0
12 56.6
4 6
5 2.6
2 5.1
4 2
1 7.5 4
1 4
3 8 l
2
125 4.12
4 6
5 2.65
4 4
2 5.01
4
3 8
1
225
4 6
5 3.12
4 4
2 5.19
4
3 8 1
5
125 4.19
4 6
5 2.86
2 5.05
4
2 17.81 4 14.15
3 8 1
7
125 4.14
4 6
5 2.81
4 4
2 522
4
3 8 1
8 1 2.85 125 6 4 2.72 5 4 4 5.09 2 2 4 17.92 4 1423 8 3
9 2 2.17 125 6 4 3.14 5 4 4 5.05 2 2 4 17.62 4 14.27 8 3
0
125 5.72
4 6
5 2.92
2 521
4
2 17.65 4 14.19
3 8
2
1 2 0.57 125 6 4 223 5 4 4 4.96 2 2 4 17.65 4 14.1S 8 3
2
124 9.75
4 6
5 2.45
4 4
2 5
4
3 8
2
6
125 1.62
4 6
5 225
4 4
2 4.93
4 2
1 7.5 4 14.15
3 8
2
8
125 3.66
4 6
5 2.42
4 4
2 5.16
4 2
1 7.6 4 1425
3 8
2
9
125 5,36
4 6
5 2.6
2 4,83
4
3 8
3
0 3 1.75 125 6 4 2.46 5 4 4 5.18 2 2 4 17.56 4 14.23 8 3
1
125 122
4 6
5 22
4 4
2 5.02
4
1 -2
3 8
3
2
125 0.03
4 6
5 2.43
4 4
2 5.17
4
1 42
3 8 3
3
125 2.45
4 6
5 2.21
4 4
2 5.09
4
3 8
3
4 0.51 125 125 6 4 2.33 5 5.14 2 2 4 17.64 4 14.22 8 3
1.34
4 6
5 227
4 4
2 5.07
4
3 8
3
6
12 51.4
4 6
5 2.3
4 4
2 5.13
4
3 8
3
7
125 0.87
4 6
5 2.28
4 4
2 5.09
4
3 8
3
8
125 2.64
4 6
5 2.22
2 5.16
4
3 8
3
9
125 0.92
4 6
5 2.26
4 4
2 5.11
4
1 42
3 8
1ỌL ±25X121 Ấặl— 3223 1 4.4| 25.-151 _ 421 _ . _r_rl 11— 14221 3.8
VI: 6 VL:7 VL: 8 VL:9 VI: 10 _ 11:11
T(s) p
T ( p
1
2.4 6 3 2 1 4 3 1.8 1 Ì
J
1 1.8 3 1 8 1 8 2 1.9 1 6 2 1
2.3 1 6 3 2.1 1 4 3 1.9 1 7 ĩ 1.8 1 1 1.9 1 8 2 1.8 1 6 2
24 6 3 19 1 4 3 1,8 1 3
3
1 1,7 3 1.9 1 8 2 1,9 1 ,6 2
1
1.8 8 2 2 1 6 2 1
1.7 8 2 1.7 1 6 2 1
2.5 6 3 21 1 4 3 2.1 1 3
2
1
1 8 3 1.7 1 8 2 17 1 6 2 1
2.4 1 6 3 19 1 4 3 2 1 7 ĩ 1.8 1 ỉ 1.7 1 8 2 1.9 1 6 2
1.8 3 1.7 1 8 2 1.8 1 6 2 1
2.5 6 3 21 1 4 3 1.9 1 3
-2
1
1
2.6
3 6
1 24
3 4
1
2
1 1.8 3
1 1.8
2 8
1 2
2 6
1219 3
.6 2.151 4 3 1.961 3
2
1
185 3 11.75 8 2 1.SI1 6 2
1228 3
.6 2.091 4 3 1.891 7 3 1741 ì 11.92 8 2 1.791 6 2
1221 3
.6 2.061 4 3 1,961 3
2
1
191 3 11,87 8 2 1.S41 2
.6
1231 3
2
1
.6
1229 3
.6 2.071 4 3 2.031 3
2
1
187 3 11.92 8 2 1.781 6 2
1225 3
.6 1.981 4 3 1.921 3
2
1
192 3 11.94 8 2 1.721 6 2 1
2.3 6 3 2.091 4 3 2.021 7 1 1.791 1 11.88 8 2 1.831 6 2
12,36 3
.6 2.051 4 3 1,961 3
2
1 1,79 3 11.91 ,8 2 1.771 6 2 12.33 3
.6 2.061 4 3 1.911 3
2
1 1.8 5 11.89 8 2 1.791 6 2
1235 3
184 3 11.86 8 2 1.821 6 2
1228 .6 3 2.051 4 3 1.851 3
2
1
173 3 11.92 8 2 1 791 6 2 1
2.3 6 3 2.061 4 3 1.9 1 7 3 1.961 í 11.88 8 2 1.781 6 2
1 76 3 11.85 8 2 1.921 6 2 12.42 3
.6 2.061 4 3 1.931 3
2
1
189 í 11.86 8 2 1.711 6 2
1236 3
.6 19 1 4 3 1.851 1 5 1911 3 11.82 8 2 1.8 1 6 2
1
2 3 6 3 2.061 4 3 2 011 7 3 1951 1 11.76 8 2 18 1 6 2
1 1 i 1 3
.6 1.931 4 3 1.931 3
2
1
182 3 11.81 8 2 1.751 6 2
1242 3
.6 1.921 4 3 2.031 3
2
1
188 3 11.85 8 2 1.831 6 2
1236 3
182 3 11.88 8 2 1.831 6 2
1229 3
.6 1.971 4 3 2 1 7 3 1.741 11.92 8 2 1.871 6 2
1
2.3 6 3 2.011 4 3 1.9 1 3
2
1
187 í 11.86 8 2 1.741 2
.6
1237 3
.6 2.081 4 3 1.871 3
2
1
193 3 1.9 1 8 2 1.781 6 2
1234 .6 3 1.9$1 4 3 2.031 3
2
1 Ỉ.9 3 11.94 8 2 1.8 1 6 2
1238 3
185 1 11.88 8 2 1.831 6 2
1228 3
.6 2.031 4 3 2,011 3
2
1 1,79 3 11.91 8 2 1.SI1 4 2
1231 .6 3 2.051 4 3 1.971 3
2
1 1.8 ] 11.89 8 2 1.761 6 2
1233 3
.6
184
2 8
_ 11-82 2 6
Trang 7Quan sát bài thí nghiệm:
Khi van tiết lưu đóng (ở vị trí 0) dầu không chảy qua van tiết lưu xuống bình tích dầu được, mà sẽ thoát ra van an toàn về bể chứa.
Khi tăng mức của van tiết lưu lên, dầu sẽ đi qua nhánh chính chảy xuống bình tích rồi về bể chứa Ở mức 1 và 2 thì một phần dầu do áp suất vẫn còn lớn nên chảy thêm qua van an toàn về bể Càng tăng mức của van tiết lưu thì tốc độ dầu chảy về bình tích càng nhanh Đồng thời ta thấy kim chỉ mức áp suất ở đồ hồ đo giảm xuống khi ta tăng mức của van tiết lưu.
Khi bình tích dầu đầy, không thể chứa thêm, thì dầu sẽ theo van an toàn chảy về
bể chứa.
IV Tính toán số liệu
Từ bảng đo, ta tính được lưu lượng (lít/s) của 40 lần đo ở 11 vị trí van tiết lưu khác nhau (làm tròn 4 chữ số thập phân):
ỡ = ị
Trong đó: V = 2 - 0.5 = 1.5 (lít) thể tích
T (s) thời gian
Trang 8Bảng 2: Lưu lượng của từng mức van
VL:1 _VL: 2 _VL: 3 VL: 4 VL: b
1
4
1250
.51
4 6
2.33
4 4
.14
4 2 0.0 597
1 7.64
850
1 4.22
3 8 0.1 055 3
_
a Ụllitís) 1
2.331 _3.61 2170.1 2.11 1 £4 124ọj□_ 2.031 _ 2470.1 1.841 _ 2670.1 1.861 81 2 2650.1 1.821 _2.6 2690,1
Trang 9Ta tính lưu lượng trung bình (làm tròn 5 chữ sô thập phân):
N = 40 sô lần đo
Công thức tính phương sai:
-1(0-0)
Ĩ7 =
-“ -¥
N = 40 sô lần đo
Công thức tính độ lệch chuẩn:
5 Vơ"2
Ta chọn độ tin cậy 95%, ta ước lượng sai sô lưu lượng bằng công thức
0 = Q ± AO = Ọ ± -4=7 5
(5)
N = 40 sô lần đo
Z 0.05= l- 96 Tra bảng phân phôi chuẩn
(2)
(3)
(4)
Trang 10Ta lập được bảng xử lý số liệu cho lưu lượng và áp suất:
Bảng 3: Sai số của lưu lượng
(Mpa)
1
1
0.1269
7
0.0000006 5
6
0.0008 1
0.0002
1
0
0.1266
5
0.0000007 1
7
0.0008 5
0.0002 6
2 8
0.0000005 6
1
0.0007
8
0.1255
1
0.0000005 7
0
0.0007 6
0.0002
0.0000009 2
2
0.0009
0.0000007 5
1
0.0008
5
0.1057
7
0.0000002 7
8
0.0005 3
0.0001
0.0000002 9
3
0.0005
0.0000000 5
1
0.0002
0.0000000 2
5
0.0001
0.0000000 0
0 0.0000
Trang 11Cuối cùng, vẽ đồ thị sự phụ thuộc của áp suất và lưu lượng của hệ thống thủy lực
Hình 4 Biều đồ đặc tính của bơm giữa áp suất và lưu lượng.
Nhận xét
Đồ thị lý thuyết sự phụ thuộc của áp suất và lưu lượng của hệ thống thủy lực:
Trang 12Hình 5 Biểu đồ đặc tính của bơm bánh răng
Từ hình 3, ta nhìn thấy được áp suất đo được tại đồng hồ đo áp giảm dần lần lượt tại vị trí 1 đến 11, đồng thời lưu lượng của bom tiết lưu lại tăng lên Tại các vị trí từ 6 đến 11, lưu lượng thay đổi không nhiều nhưng áp suất lại giảm đáng kể.
Khi so sánh với biểu đồ đặc tính của bom giữa thực nghiệm và lý thuyết thì đều thấy lưu lượng có xu hướng giảm dần theo áp suất Điều đó chứng tỏ, van tiết lưu tác động lớn đến áp suất dòng lưu chất trong hệ thống, giúp ta có thể dễ dàng điều chỉnh
áp suất hệ mà không làm thay đổi nhiều đến lưu lượng, hay cụ thể là công suất của bom dầu.
Đường đặc tính có xu hướng giảm (cong xuống) còn do sự thất thoát, rò rỉ dầu qua các thiết bị trong hệ thống.