KỸ THUẬT THỰC PHẨM 2 báo cáo THỰC HÀNH bài bơm LY tâm và GHÉP bơm

Cho nên trong bài thí nghiệm nàychúng ta sẽ làm thí nghiệm và nghiên cứu khi chúng ta ghép 2 bơm nối tiếp, song songvới nhau thì các thông số kỹ thuật của hệ thống ghép bơm thay đổi như

Trang 1

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

-KỸ THUẬT THỰC PHẨM 2 BÁO CÁO THỰC HÀNH BÀI BƠM LY TÂM VÀ GHÉP BƠM

Trang 2

1 TÓM TẮT:

Trong khối ngành công nghệ hóa nói chung, công nghệ thực phẩm nói riêng thì Bơm

là một thiết bị rất phổ biến và đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền công nghệ thôngqua việc vận chuyển các loại hóa chất phục vụ sản suất Do đó, việc hiểu rõ về Bơm làmột sự cần thiết đối với tất cả sinh viên chuyên nghành công nghệ thực phẩm

Ghép bơm là vấn đề cần thiết và quan trọng trong công nghiệp bởi vì nó mang lạinhiều lợi ích và đáp ứng được nhu cầu thực tế cần thiết Cho nên trong bài thí nghiệm nàychúng ta sẽ làm thí nghiệm và nghiên cứu khi chúng ta ghép 2 bơm nối tiếp, song songvới nhau thì các thông số kỹ thuật của hệ thống ghép bơm thay đổi như thế nào so với lýthuyết trong bài này, ta cần xác định cột áp toàn phần của bơm, công suất và hiệu suấtcho bơm ly tâm bằng việc đo đạc các thông số khi thay đổi lưu lượng bơm Xây dựngđường đặc tuyến của mạng ống để xác định điểm làm việc của bơm Xây dựng đường đặctuyến của hệ hai bơm ghép nối tiếp, và xây dựng đường đặc tuyến của hệ hai bơm ghépsong song Thông qua các đồ thị ta thấy rằng nếu muốn giữ nguyên cột áp và tăng lưulượng của bơm thì ta sẽ tiến hành ghép bơm song song, còn muốn tăng cột áp mà vẫn giữnguyên lưu lượng thì ta sẽ tiến hành ghép bơm nối tiếp Và từ kết quả tính được ta có thểchọn điều kiện làm việc thích hợp trong ghép bơm để cho bơm ghép đạt được hiệu quảtốt nhất

Kết quả sau khi tiến hành sẽ giúp ta biết được phương thức hoạt động của bơm và có lựachọn tốt nhất cho công việc sau này và trong cuộc sống

Trang 3

2 GIỚI THIỆU:

Bơm ly tâm là loại máy vận chuyển chất lỏng thông dụng nhất trong công nghiệp hoáchất Việc hiểu nguyên lý hoạt động và đặc trưng của một bơm ly tâm là điều quan trọngcốt lõi đối với bất kì sinh viên công nghệ nào

Bơm ly tâm chuyển năng lượng cung cấp từ motor hoặc tuabin để chuyển thành nănglượng động học (động năng) và sau đó chuyển thành năng lượng áp suất chất lỏng màđang được bơm Các biến đổi năng lượng xuất hiện do tác dụng cùa 2 phần chính củabơm, cánh guồng và buồng xoắn ốc hay bộ khuếch tán Bánh guồng là bộ phận quay màtruyền năng lượng do động cơ cung cấp thành năng lượng động học Bộ xoắn ốc hay bộkhuếch tán là bộ phận tĩnh mà chuyển năng lượng động học thành thế năng (áp suất) Tất

cả các dạng năng lượng liên quan đến hệ thống chuyển động chất lỏng được diễn tả trongcác thuật ngữ cột áp (chiều cao cột chất lỏng)

Chất lỏng quá trình đi vào đầu hút và sau đó vào mắt (tâm) của cánh guồng Khi bánhguồng chuyển động, nó quay chất lỏng đặt vào khoảng trống giữa các cánh đi ra ngoài vàtạo ra gia tốc ly tâm Khi chất lỏng rời tâm cánh guồng, một vùng áp suất thấ được tạo ralàm cho chất lỏng bên ngoài tràn vào Vì dạng cách guồng là cong, chất lỏng được đẩytiếp tuyến và theo hướng xuyên tâm do lực ly tâm Tác động của lực này bên trong bơmgiống như lực mà giữ nước trong cái gàu mà đang quay ở đầu dây

Ý tưởng chủ đạo là năng lượng được tạo ra bởi lực ly tâm là năng lượng động học.Lượng năng lượng cung cấp cho chất lỏng thù tỷ lệ với vận tốc ở gờ hay cánh đuôi củacánh guồng Cánh guồng càng quay nhanh hay cánh guồng càng lớn thì vận tốc cao hơn ởcánh đuôi cánh guồng càng lớn và năng lượng cung cấp cho chất lỏng càng lớn Nănglượng động học này của chất lỏng thoát ra khỏi cánh guồng được sử dụng bằng cách tạo

ra môt trở kháng đối với dòng Trờ kháng đầu tiên được tạo ra với bộ xoắn ốc của bơm(vỏ bơm) mà hãm chất lỏng làm cho nó chuyển động chậm lại Trong đầu đẩy, chất lỏnggiảm tốc hơn nữa và vận tốc của nó được chuyển thành áp suất của nó theo nguyên lýBernoulli

Ghép bơm là vấn đề cần thiết và quan trọng trong công nghiệp bởi vì nó mang lạinhiều lợi ích và đáp ứng được nhu cầu thực tế cần thiết Cho nên trong bài thí nghiệm nàychúng ta sẽ làm thí nghiệm và nghiên cứu khi chúng ta ghép 2 bơm nối tiếp, song songvới nhau thì các thông số kỹ thuật của hệ thống ghép bơm thay đổi như thế nào so với lýthuyết

3 MỤC ĐÍCH CỦA THÍ NGHIỆM:

- Xác định cột áp toàn phần, công suất và hiệu suất của bơm ly tâm bằng cách đo đạtcác thông số khi thay đổi lưu lượng của chất lỏng (năng suất bơm)

- Xây dựng đặc tuyến mạng ống để xác định điểm làm việc của bơm

- Xây dựng đặc tuyến và tìm điểm làm việc của hệ 2 bơm ghép nối tiếp

- Xây dựng đặc tuyến và tìm điểm làm việc của hệ 2 bơm ghép song song

4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Trang 4

4.1 Các thông số đặc trưng của bơm

: áp suất chất lỏng tại đầu ra, Pa

: áp suất chất lỏng tại đầu vào, Pa

Chênh lệch cột áp động:

Trong đó:

: là vận tốc tại đầu ra, m/s

: là vận tốc tại đầu vào, m/s

Chênh lệch chiều cao hình học:

, (m)

Trong đó:

: chiều cao hình học tại đầu ra, (m)

: chiều cao hình học tại đầu vào, (m)

4.1.3 Công suất cung cấp

Công suất động cơ cung cấp đối với bơm được tính như sau:

Trong đó:

Trang 5

t: moment xoắn của trục, N.m

4.1.4 Hiệu suất bơm:

Hiệu suất của bơm được tính như sau:

Trong đó:

công suất thuỷ lực tác động tới chất lỏng, có thể được tính như sau:

Trong đó:

Q: lưu lượng chất lỏng, m3/s

4.2 Đặc tuyến của bơm ly tâm

4.2.1 Đặc tuyến thực của bơm

Hình 15.2: Đặc tuyến của bơm ở một tốc độ bơm không đổi Đường H – Q biểu diễn mối quan hệ giữa cột áp toàn phần và lưu lượng Khi cột áptoàn phần giảm khi lưu lượng tăng và ngược lại

Đường – Q biểu diễn mối quan hệ giữa công suất cung cấp cho bơm và lưu lượng quabơm Ngoài vùng hoạt động tối ưu của bơm đường này trở nên phẳng, do một sự thay đổilớn công suất chỉ tạo ra một sự thay đổi nhỏ về vận tốc của dòng

Đường E – Q biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất va lưu lượng bơm Đối với mộtbơm nào đó thì nó sẽ đạt hiệu suất tương ứng với năng suất nào đó

Trang 6

áp suất đầu vào và đầu ra của ống, N/m2

chiều cao đầu vào và đầu ra của ống, m

L: chiều dài ống (sinh viên tự đo), m

d: đường kính trong của ống ( 27, m ɸ

hệ số ma sát, sinh viên tính toán theo số liệu chuyển động của lưu chất trong hệ thốngđường ống

khối lượng riêng của lưu chất, kg/m3

tổng hệ số trở lực cục bộ của ống

4.3.1 Điểm làm việc của bơm

Trang 7

Hình 15.3 Điểm làm việc của bơm Điểm làm việc của bơm là giao điểm của đặc tuyến thực của bơm và đặc tuyến mạngống dẫn.

4.4 Ghép bơm nối tiếp

Các bơm gọi là làm việc nối tiếp nếu sau khi chất lỏng ra khỏi bơm này được đưa tiếp

vào ống hút của bơm kia, rồi sau đó mới được đưa vào hệ thống đường ống như vậy khicác bơm làm việc nối tiếp thì lưu lượng của chúng phải bằng nhau và bằng lưu lượngtổng cộng của hệ thống, cột áp của hệ thống bằng tổng cột áp toàn phần của các bơm

Các bơm làm việc nối tiếp được sử dụng khi hệ thống yêu cầu áp lực cao mà một bơm

Hình 15.4 Hai bơm ghép nối tiếp

Trang 8

4.5 Ghép bơm song song

Các bơm khi làm việc cùng cấp nước vào một hệ thống đường ống gọi là làm việcsong song Vì thề khi các bơm làm việc song song trong hệ thống thì chúng có cột ápbằng nhau và bằng cột áp của hệ thống, còn lưu lượng của hệ thống sẽ bằng tổng lưulượng của các bơm

Theo lý thuyết khi các bơm làm việc song song với nhau thì cột áp tổng của hệ thốngbằng cột áp toàn phần của từng bơm:

=

Và lưu lượng tổng cộng của hệ thống bằng tổng lưu lượng của các bơm cùng làm việc:

Như vậy các bơm làm việc nối tiếp được sử dụng khi hệ thống yêu cầu cần lưu lượng

lớn mà một bơm không thể đáp ứng được

Trong thực tế ta có thể ghép hai hoặc nhiều bơm làm việc song song trên cùng một hệthống đường ống Thậm chí có những trường hợp hai trạm làm việc song song trên một

hệ thống đường ống

Hình 15.5 Hai bơm ghép song song Đặc tuyền tổng cộng sẽ cho ta chọn được các trị số cần thiết để xác định chế độ làmviệc của bơm

5 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM:

5.1 Sơ đồ hệ thống:

Hệ thống thiết bị bơm ly tâm được thể hiện trong hình dưới đây:

Trang 9

Hình 15.6 Mô hình thí nghiệm bơm ly tâm

5.2 Trang thiết bị hoá chất:

- Chất lỏng được sử dụng trong hệ thống là nước tinh khiết

- Các thông số cần thiết cho việc tính toán

- Công suất thiết kế của bơm: N = 0,37 Kw

- Lưu lượng tối đa của bơm: = 90 l/ph

- Đường kính của ống có ký hiệu như sau: 27ɸ

- Van xả đáy phài được đóng hoàn toàn

- Cho nước vào bình chứa khoảng 2/3 thể tích của bình chứa Nếu bình chưa có nướcthì kiểm tra van xả đáy trước khi cho nước vào

- Mở hoàn toàn tất cả các van

6.1.2 Các lưu ý:

- Đảm bảo mực nước trong bình chứa 2/3 thể tích bình

- Khi bơm bật nhưng bơm không hoạt động hoặc không có lưu lượng thì phải tắt ngaybơm và phải báo giảng viên hướng dẫn

Trang 10

- Đảm bảo không còn bọt khí trong hệ thống trước khi tiến hành thí nghiệm.

- Thường xuyên kiểm tra và so sánh các giá trị đo được trong quá trình làm thínghiệm Nếu thay đổi độ mở van đáng kể mà các giá trị đo không thay đổi thì phải báongay cho giảng viên hướng dẫn

6.1.3 Báo cáo:

- Biểu diễn đặc tuyến mạng ống (và đặc tuyến thực của bơm (H – Q)

- Xác định giao điểm của đường đặc tuyến của mạng ống và đặc tuyến thực của bơm

để xác định điểm làm việc của bơm

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 1:

Trang 11

Bảng: Kết quả thu được sau tính toán của thí nghiệm 1

Biểu đồ số 1: đặc tuyến thực của bơm ly tâm (H-Q)

Trang 13

- Điểm làm việc của bơm là giao điểm của H-Hmo.

6.2 Thí nghiệm 2: Ghép bơm nối tiếp

6.2.1 Chuẩn bị:

6.2.2 Các lưu ý:

Trang 14

- Đảm bảo không còn bọt khí trong hệ thống trước khi tiến hành thí nghiệm.

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 2:

Trang 15

Biểu đồ số 1: đặc tuyến thực hệ thống ghép 2 bơm nối tiếp (H-Q)

Trang 17

6.3.2 Các lưu ý:

- Đảm bảo không còn bọt khí trong hệ thống trước khi tiến hành thí nghiệm

6.3.3 Báo cáo:

Trang 18

- Biểu diễn đặc tuyến mạng ống (H – Q) và đặc tuyến thực của hệ thống ghép 2 bơm0

song song (H – Q)

- Xác định giao điểm của đường đặc tuyến của mạng ống và đặc tuyến thực của hệthống ghép hai bơm song song để xác định điểm làm việc của hệ thống ghép hai bơmsong song

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 3

Trang 19

Biểu đồ 1: đặc tuyến thực của hệ thống ghép 2 bơm song song (H-Q)

Trang 20

Bi u đồồ 1: Đ c tuyếến th c c a h thồếng ghép 2 b m song song (H - ể ặ ự ủ ệ ơ

Biểu đồ 2: đặc tuyến mạng ống của hệ thống ghép 2 bơm song song (Hmo – Q)

Bi u đồồ 2: đ c tuyếến m ng ồếng c a h thồếng ghép 2 b m song song (Hmo - Q)ể ặ ạ ủ ệ ơ

Biểu đồ 3: điểm làm việc của bơm ghép song song

Trang 21

Đi m làm vi c c a h thồếng ghép 2 b m song song ể ệ ủ ệ ơ

Hình 3: Mối quan hệ đặc tuyến mạng ống và đặc tuyến thực của bơm

- Nhưng xác định đường đặc tính của một máy bơm bằng thí nghiệm thường có nhữngkhó khăn tốn kém Vì vậy, khi đã có một đường đặc tính với một số vòng quay người

ta có thể mở rộng phạm vi hoạt động của bơm tương ứng với các số vòng quay cầnthiết và hiệu suất của máy bơm sẽ đạt được ứng với một giá trị cột nước và lưu lượng

Tiêu đề	Kỹ Thuật Thực Phẩm 2 Báo Cáo Thực Hành Bài Bơm Ly Tâm và Ghép Bơm
Người hướng dẫn	PTS. Nguyễn Văn A
Trường học	Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Thực Phẩm
Thể loại	Báo cáo thực hành
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	0,91 MB