Bài giảng valve pumps chương 2 hệ thống bơm

• Bơm thể ch thực hiện quá nh hút đẩy chất lỏng ra khỏi bơm do thay đổi thể ch của không gian làm việc nhờ một bộ phận chuyển động tịnh ến pi ông hoặc quay rôto, do đó thế năng và áp suấ

Trang 1

Bài giảng:

Valve – Pumps

CHƯƠNG 2

HỆ THỐNG BƠM

Trang 2

CHƯƠNG 2

HỆ THỐNG BƠM

BM Lọc - Hóa dầu Th.S Dương Viết Cường 2

HỆ THỐNG BƠM

Trang 3

2.1 Nguyên lý hoạt động chung của

Bơm – Máy nén

Nguyên lý thể tích được ứng dụng để thiết kế và chế tạo bơm và máy nén Đối với bơm thì lưu thế là các chất lỏng, còn đối với máy nén thì lưu thể là các chất khí hay hơi

Nguyên lý chính của máy là tạo ra một dung tích thay đổi

từ nhỏ đến lớn và ngược lại Khi dung tích của máy từ giá trị bằng không tăng dần đến giá trị lớn nhất có thể được là

trị bằng không tăng dần đến giá trị lớn nhất có thể được là quá trình hút lưu thể Khi dung tích giảm dần về giá trị

không là quá trình nén và đẩy lưu thể Cứ một lần hút và đẩy, máy vận chuyển được một lưu lượng lưu thể nhất

định Dung tích này phụ thuộc vào cấu tạo và vòng quay của máy cũng như tính chất và áp lực của lưu thể Trong quá trình máy hoạt động sự thay đổi trạng thái của lưu thể luôn tuân theo định luật sau đây:

PV= const và PV k = const (k = 1,4)

Trang 4

2.2 PHÂN LOẠI MÁY BƠM

Theo nguyên lý làm việc bơm được chia làm hai loại: Bơm thể ch và bơm động học.

• Bơm thể ch thực hiện quá nh hút đẩy chất lỏng ra khỏi bơm do thay đổi thể ch của không gian làm việc nhờ một bộ phận chuyển động tịnh ến (pi ông) hoặc quay (rôto), do đó thế năng và áp suất chất lỏng tăng lên Loại này gồm có bơm

thế năng và áp suất chất lỏng tăng lên Loại này gồm có bơm

pi ông, bơm rôto (bơm răng khí, bơm cánh trượt, bơm trục vít)

• Bơm động học hút và đẩy chất lỏng, như vậy làm tăng áp suất chất lỏng do cung cấp động lượng nhờ va đập của các cánh (bơm ly tâm, bơm hướng trục) hoặc nhờ ma sats của tác nhân làm việc (bơm xoáy lốc bơm a, bơm trục vít…) hoặc nhờ tác dụng của trường điện từ (bơm điện từ) hoặc các trường lực khác.

Trang 5

2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BƠM

• 1 Năng suất (lưu lượng)

Năng suất của bơm là thể ch chất lỏng mà bơm cung cấp vào ống trong một đơn vị thời gian Lưu lượng được ký hiệu là Q và thường đo bằng m3/s; l/s, m3/h.

• 2 Công suất bơm

Công suất của bơm là công suất êu hao để tạo ra lưu lượng Q

Trang 6

 Công suất trên trục của bơm: Là phần công suất

bù cho phần năng lượng tổn thất do ma sát ở trục, đặc trưng bởi hệ số hữu ích:

 Công suất của động cơ: Động cơ tiêu tốn năng

hi tr

 Công suất của động cơ: Động cơ tiêu tốn năng lượng lớn hơn bơm vì năng lượng được truyền

từ động cơ đến bơm một phần bị tổn thất do quá trình là việc của động cơ, sự truyền động giữa trục động cơ và bơm, do ma sát trên trục:

đc

tr đc đc tr b

N g.H.Q N N

.



     

Trang 7

• 3 Chiều cao áp lực hay áp suất toàn phần của bơm

Chiều cao áp lực là lượng tăng năng lượng riêng của chất lỏng

khi đi từ miệng hút đến miệng đẩy của bơm và thường được

nh bằng mét cột chất lỏng (đôi khi cũng được nh bằng mét

cột nước) và được ký hiệu là H.

là hiệu suất áp suất ở hai đầu ống, là khối

lượng riêng của chất lỏng (kg/m3)

, ,- trở lực thuỷ lực trong ống hút và trong ống

Trang 8

Trong đó:

vh, vd - vận tốc chất lỏng trong ống hút và ống đẩy

- hệ số trở lực ma sát trong ống hút và ống đẩyl1, l2 – chiều dài ống hút và chiều dài ống đẩy, m

l1, l2 – chiều dài ống hút và chiều dài ống đẩy, m

Trang 9

• Chiều cao hút của bơm:

Áp suất hút Pv được quyết định bởi áp

2 2 v

Trang 10

• 4 Hiệu suất

là đại lượng đặc trưng cho độ sử dụng hữu ích của năng lượng được truyền từ động cơ đến bơm, chuyển thành động năng để vận chuyển chất lỏng nên được gọi là hiệu suất của bơm:

Để làm việc an toàn ta thường chế tạo động cơ có công

  hi    tr dc b

dc

N

.N



Để làm việc an toàn ta thường chế tạo động cơ có công suất lớn hơn công suất tính toán.

Giá trị được xác định theo bảng:

Trang 11

Giá trị của công suất chung phụ thuộc vào cấu tạo của bơm, vào chất lượng chế tạo, vào mức độ mài mòn và vào điều kiện vận hành Hiện nay người ta đẫ chế tạo được

bơm pi ông với = 0,60 – 0,92; các bơm ly tâm với =

0,68 – 0,90; các bơm hướng trục với = 0,70 – 0,85 Bơm càng lớn thì hiệu suất chung càng cao.



Trang 12

• 5 Hệ số quay nhanh

Hệ số quay nhanh của bơm là số vòng quay của bơm mẫu tác dụng đơn, một cấp đòng dạng hình học với nó và có áp lực HM = 1 m, năng suất QM = 0,075 m3/s Như vậy hệ số quay nhanh được xác định theo công thức:

(vg/ph) Trong đó:

ns – số vòng quay của bơm, vg/Viết phương trình dao động

Q – năng suất của bơm, m3/s



s 0,75

3,65n Q n

H

Q – năng suất của bơm, m3/s

H – chiều cao áp lực của bơm, m Dựa vào hệ số quay nhanh thính theo công thức trên ta có thể lựa chọn

được bơm thích hợp theo bảng dưới đây:

Trang 13

• 6 Cột áp hút chống xâm thực NPSH:

NPSH (Net Positive Suction Head) tạm gọi là cột áp hút đầu vào là một trong các thông số quan trọng trong lắp đặt và vận hành bơm Nếu cột áp hút đầu vào bơm nhỏ so với yêu cầu thì khi bơm làm việc hay xảy ra hiện tượng xâm thực bơm.

Xâm thực là sự phá huỷ liên tục của lưu chất đối với bề mặt vật liệu bơm, đó là do cột áp hút đầu vào hữu ích NPSHA

vật liệu bơm, đó là do cột áp hút đầu vào hữu ích NPSHA nhỏ làm áp suất đầu vào bơm giảm xuống bằng áp suất bay hơi tương ứng với nhiệt độ hiện tại của chất lỏng Sư bay hơi mãnh liệt của chất lỏng tạo ra khối lượng bọt rất lớn liên tục tách ra khỏi bề mặt vật liệu tiếp xúc với dòng chẩy đồng thời các hạt chất lỏng không ngừng lao vào để thế chỗ các bọt khí tách ra nên va đập thuỷ lực rất lớn làm rỗ và phá huỷ kim loại Để tránh rơi vào vùng hai pha và tách khí, người ta phải tạo cho chất lỏng một lượng áp suất bổ sung bù cho sự tổn hao trên bằng cách tạo cột áp thuỷ tĩnh Hs giữa bồn chứa và nơi đặt bơm.

Trang 14

Bơm Piston

• Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bơm Piston:

Trang 15

Bơm Piston

• Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bơm Piston:

Trang 16

Bơm Piston

Trang 17

Bơm Piston

• Pitông 2 chuyển động qua lại trong xi

lanh 1 nhờ cơ cấu chuyển động gồm

trục O, biên 5 và thanh truyền 4, con

trượt Dung tích xi lanh nằm giữa hai

điểm chết của pittông bằng dung tích

chất lỏng trong mỗi lần hoạt động của

pittông ở điều kiện lý thuyết Khi

pittông chuyển động sang phải thì van

8 đóng, van 7 mở, chất lỏng từ bể 11

được hút lên xilanh Khi pittông đến

điểm chết bên phải thì hoàn thành quá

trình hút Sau đó pittông chuyển động

ngược lại thì van 7 đóng và van 8 mở

ra, chất lỏng sẽ được đẩy lên bể chứa

10 Khi pittông đến điểm chết trái thì

quá trình đẩy hoàn thành Như vậy, cứ

mỗi vòng quay của trục O thì bơm

thực hiện được một chu trình hút và

Trang 18

Bơm Piston

• Bơm piston tác dụng kép

Trang 19

Bơm Piston

• Bơm piston tác dụng ba:

Trang 20

Bơm Piston

• Bầu khí và tác dụng của bầu khí:

- Do piston chuyển động không đều nên chất lỏng được đẩy ra khỏi cửa đẩy cũng không đều và có gia tốc trong bơm piston làm xuất hiện lực quá tính tác dụng ngược lại chiều chuyển động của chất lỏng, làm tăng trở lực và tổn thất áp suất trong bơm

tăng trở lực và tổn thất áp suất trong bơm

- Bầu khí là những buồng kín chứa không khí thông với ống hút và ống đẩy để bơm làm việc an toàn, không bị va đập thủy lực và những trấn động lớn

- Bầu khí được lắp ngay trước của hút và cửa đẩy củabơm

Trang 21

Bơm Piston

- Nguyên tắc làm việc của bầu khí:

Khi chất lỏng đi vào ống đẩy vượt quá giá tị trung bình thì một lượng thừa chất lỏng được giữ lại trong bầu khí Khí đó mức chất lỏng trong bầu khí tăng lên

và thể tích khí giảm xuống tương ứng và ngược lại khi lưu lượng tức thời của chất lỏng giảm xuống dưới mức trung bình thì không khí trong bầu khí giãn ra và

mức trung bình thì không khí trong bầu khí giãn ra và đẩy lượng chất lỏng trong bầu khí ra ống, làm lưu lượng cũng như vận tốc chất lỏng trong ống đẩy điều hòa hơn

Trong một số trường hợp vận chuyển các chất lỏng có

áp suất hơi bão hòa lớn thì bơm piston lại không có bầu khí vì không khí chứa trong bầu khí được trộn với chất lỏng tạo ra hỗn hợp gây cháy nổ cao

Trang 22

Bơm Piston

• Cấu tạo Xilanh:

Xilanh thường được chế tạo

bằng thép hoặc đúc bằng

gang hoặc bằng vật liệu có

độ bền hóa học cao như:

ferosilic, thép chịu axit

Mặt trong của xilanh được

gia công kỹ, đạt độ nhẵn cao

để giảm ma sát, đôi khi còn

được tráng phủ một lớp

đồng nhẵn cho thuận tiện

khi sửa chữa

Trang 23

Bơm Piston

• Piston: Có 2 dạng là kiểu đĩa

hoặc kiểu Pơlônggiơ

 Kiểu Đĩa: Có một đĩa bằng

gang hay bằng thép được nối

với cán của piston Trên đĩa

có lắp các vòng đệm bằng cao

su, kim loại hay các vật liệu

tổng hợp

Trang 24

của Pơlongio được

gia công nhẵn hoặc

được tráng phủ một

lớp đồng

Trang 25

Bơm Piston

• Van của bơm: Van dùng trong bơm piston có nhiều loại khác nhau nhưng loại thường dùng nhất van đĩa, van hình vành khăn, van cầu, van bi và van bản lề

Van được lựa chọn theo từng trường hợp cụ thể của bơm như: Tính chất của chất lỏng cần bơm, số vòng quay của bơm Chẳng hạn, van đĩa và van bi được

quay của bơm Chẳng hạn, van đĩa và van bi được dùng cho chất lỏng có độ nhớt cao, số vòng quay nhỏ

và năng suất thấp

Trang 26

Bơm Piston

Trang 28

Bơm Piston

• Đồ thị cung cấp của bơm Piston:

Trang 29

Bơm Piston

 Tác dụng đôi:

Trang 30

Bơm Piston

 Tác dụng ba:

Trang 32

Bơm bánh răng

• Trong hoạt động, các rãnh răng thực hiện chức năng

xi lanh còn các răng thực hiện chức năng píttông, như vậy khi quay bơm sẽ liên tục hút và đẩy chất lỏng với lưu lượng khá đồng đều (số răng càng nhiều thì lưu lượng càng đều)

• Kết cấu của bơm bánh răng rất đơn giản Bánh răng

• Kết cấu của bơm bánh răng rất đơn giản Bánh răng chủ động 1 gắn liền trên trục chính của bơm, ăn khớp với bánh răng bị động 2 Cả 2 đặt trong vỏ bơm 3 khoảng trống A giữa miệng hút và hai bánh răng gọi

là bọng hút Khoảng trống B là bọng đẩy

Trang 33

Bơm bánh răng

Khi hoạt động 2 bánh răng quay theo chiều mũi tên lúc này chất lỏng ở trong rãnh các rãnh ngoài vùng ăn khớp được chuyển từ bọng hút đến bọng đẩy vòng theo vỏ bơm vì thể tích chứa chất lỏng trong bọng đẩy giảm khi răng của 2 bánh răng ăn khớp nên chất lỏng bị chèn ép và dồn vào ống đẩy với áp suất cao Đây là quá trình đẩy, đồng thời ở bọng hút cũng xẩy

Đây là quá trình đẩy, đồng thời ở bọng hút cũng xẩy

ra quá trình hút: Thể tích chứa chất lỏng tăng khi các răng ra khớp, áp suất giảm hơn áp suất mặt thoáng bể hút làm chất lỏng chạy vào ống hút (nếu áp suất bể hút bằng áp suất khí quyển thì trong bọng hút có áp suất chân không)

Trang 34

Bơm bánh răng

Đặc điểm:

- Truyền động chắc chắn, tạo được áp suất khá lơn

- Dễ gây tiếng ồn hơn bơm li tâm (mặc dù dùng bánh răng nghiêng, chữ V)

- Kết cấu bơm nặng nề

- Bơm được chất lỏng có độ nhớt cao

- Phạm vi điều chỉnh lưu lượng cột áp nhỏ

Trang 35

Bơm trục vít

a) Bơm trục vít

1 vỏ 2 Giá đỡ 3 Cửa hút 4 Xi lanh(Stato)

5 Trục vít (Rô to) 6 Trục Cácđăng 7,8 Khớp nối 9 Hộp đệm kín

Trang 36

Bơm trục vít

• Nhờ kết cấu truyền động trục vít mà chất lỏng bơm chuyển động theo rãnh xoắn của trục vít tạo nên áp suất cao đẩy chất lỏng qua bơm.

• Bộ phận chủ yếu của bơm trục vít gồm 2 hay 3 trục vít ăn khớp với nhau đặt trong 1 vở máy

trục vít ăn khớp với nhau đặt trong 1 vở máy

cố định có lõi dẫn chất lỏng vào và ra Khe hở giữa trục vít và vỏ máy rất nhỏ (1/100mm) trục vít thường có 1 hoặc 2 mối ren và biến dạng ren thường là ren hình chữ nhật, hình thang

Trang 37

Bơm trục vít

Thường dùng loại bơm 3 trục vít: 1 trục vít chủ động

và 2 trục vít bị động lắp ở hai bên trục chủ động Hai trục bị động này có tác dụng làm kín chất lỏng ở trong rãnh ren của trục chủ động cùng với vỏ bơm Lượng chất lỏng này do sự quay của các trục vít được chuyển từ bọng hút ra đến bọng đẩy và vào ống xả Các đường ren của các trục vít đã ngăn cách bọng hút

Các đường ren của các trục vít đã ngăn cách bọng hút bọng đẩy một cách chắc chắn Các kích thước của các trục người ta chọn sao cho trục bị động quay được không phải do trục chủ động mà là do năng lượng nén của chất lỏng bơm chuyển vì thế thường không cần

có thêm bánh răng truyền động giữa các trục

Trang 38

Bơm trục vít

• Đặc điểm:

- Kết cấu phức tạp, hạn chế về kích thước trục vít, rãnh vít nên lưu lượng thấp, dùng trong bơm chuyển gần.

Trang 39

Bơm ly tâm

• Theo số bậc: cá loại bơm một cấp, hai cấp hoặc nhiều cấp, ở đó chất lỏng đi qua nhiều guồngnôi kiếp nhau, qua mỗi guồng áp suất tăng dầnlên

• Theo cách đặt trục bơm: chia ra loại bơm nằm ngang và loại bơm thẳng đứng Được dùng phổbiến là loại đặt nằm ngang có trục nối trực tiếp

biến là loại đặt nằm ngang có trục nối trực tiếpvới động cơ điện, vỏ bơm có hình xoắn ốc Loạinày có hiệu suất cao, trở lực thuỷ lực và cơ khínhỏ Loại thẳng đứng được dùng chủ yếu để hútchất lòng từ những giếng sâu

• Theo chuyển động của chất lỏng có định trong

và không định hướng

Trang 40

Bơm ly tâm

• Theo cấu tạo của bánh guồng: chia ra bơm có cửa vào của chất lỏng ở hai phía hoặc một phía.Loại cửa vào hai phía có nắng suất cao hơn

• Ngoài ra theo số vòng quay của guồng còn cóthể chia thành: bơm quay nhanh, quay trung bình và quay chậm; hoặc theo áp suất chia ra:

bình và quay chậm; hoặc theo áp suất chia ra: bơm áp suất thấp (dưới 20 m cột nước), áp suất trung bình (từ 20 - 60 m và áp suất cao (trên 60m)

Trang 41

Bơm ly tâm

• Cấu tạo bơm ly tâm:

Trang 42

Bơm ly tâm

• 3 – Impeller

• 5 - Casing

• 7 - Back Head Cradle

• 9 - Bearing Housing Foot

• 10 - Shaft Sleeve

• 1OK - Shaft Sleeve Key

• 13 - Stuffing Box Gland

• 14 - Stuffing Box Gland Stud

• 15 - Stuffing Box Gland Stud Nut

• 105 - Shaft Adjusting Sleeve

• 105A - Sleeve Lock Nut

Trang 43

Bơm ly tâm

Trang 44

Bơm ly tâm

Trang 45

Bơm ly tâm

Trang 46

Bơm ly tâm

Trang 47

Bơm ly tâm

Trang 48

Bơm ly tâm

• Guồng động hay bánh công tác (Impeller):

Guồng động bơm ly tâm có 3 dạng chính được sử dụng:

 Fully enclosed – Ứng dụng cho các bơm đòi hỏi chiều cao đẩy lớn, áp suất làm việc cao

 Semi-enclosed – Được dùng cho các ứng dụng vận

 Semi-enclosed – Được dùng cho các ứng dụng vận chuyển chất lỏng chung chung Mặt hở của guồng động còn có nhiệm vụ phá vỡ các chất lỏng có dạng huyền phù và các chất có thể gây tắc nghẽn cho bơm

 Open – thích hợp cho các bơm có chiều cao đẩy thấp

và các chất lỏng dạng huyền phù rắn

Định dạng
Số trang	113
Dung lượng	11,25 MB