VẬN CHUYỂN CHẤT LỎNG VÀ NÉN KHÍ

Các thông số đặc trưng của bơma Năng suất Pump Capacity •Thuật ngữ này thường được sử dụng để diễn tả lưu lượng thể tích chất lỏng được bơm vận chuyển đi.. Các thông số đặc trưng của bơm

Trang 1

Chương 3: VẬN CHUYỂN CHẤT LỎNG VÀ NÉN KHÍ

3.1 Vận chuyển chất lỏng

3.1.1 Các thông số đặc trưng của bơm

3.1.2 Bơm thể tích

3.1.3 Bơm ly tâm

3.1.4 Các loại bơm khác

3.1.5 So sánh và chọn bơm

3.2 Vận chuyển chất khí

3.2.1 Khái niệm chung

3.2.2 Máy nén pittông

3.2.3 Máy nén và thổi khí kiểu roto

3.2.4 Máy nén và thổi khí kiểu tuabin

3.2.5 Quạt gió

3.2.6 Bơm chân không

3.2.7 So sánh và chọn máy nén, máy thổi khí

12/09/16 2

3.1 Vận chuyển chất lỏng

3.1.1 Các thông số đặc trưng của bơm

3.1.2 Bơm thể tích

3.1.3 Bơm ly tâm

3.1.4 Các loại bơm khác

3.1.5 So sánh và chọn bơm

Trang 2

3.1.1 Các thông số đặc trưng của bơm

a) Năng suất (Pump Capacity)

•Thuật ngữ này thường được sử dụng để diễn tả lưu lượng thể tích chất

lỏng được bơm vận chuyển đi

•Kí hiệu: Q

•Đơn vị: m3/s, ft3/s (cfs), gallons/minute (gpm), barrels/day (BPD)

b) Chiều cao cột áp của bơm (Pump Head)

•Có một số loại chiều cao cột áp của bơm:

oCột áp hút của bơm (pump suction head)

oCột áp đẩy của bơm (pump delivery head)

oCột áp tổng (total head)

oMột số loại khác

12/09/16 5

Cột áp hút tĩnh (static suction head_ ) và cột áp đẩy tĩnh (static delivery head_ )

•Cho biết cột áp tại miệng hút và miệng đẩy của bơm ở lưu lượng bằng zero

•

12/09/16 6

Cột áp tĩnh tổng (total static head_ )

•Cho biết độ chênh lệch giữa cột áp đẩy

tĩnh và cột áp hút tĩnh

•Khi cả 2 bồn chứa để hở thì

Cột áp hút của bơm (pump suction head_ )

•Cho biết cột áp tại miệng hút của bơm khi bơm hoạt động

2

oTrong đó là tổn thất trong ống hút (bao gồm major loss và minor loss), tính từ bồn chứa đến miệng hút của bơm; là vận tốc chuyển động của chất lỏng trong ống hút của bơm

Trang 3

Cột áp đẩy của bơm (pump delivery

head_ )

•Cho biết cột áp tại miệng đẩy của bơm

khi bơm hoạt động

2

oTrong đó là tổn thất trong ống đẩy

(bao gồm major loss và minor loss),

tính từ miệng đẩy của bơm đến bồn

chứa; là vận tốc chuyển động của

chất lỏng trong ống đẩy của bơm

12/09/16 9

Cột áp tổng của bơm (pump total head_ )

•Cho biết năng lượng do bơm cung cấp cho một đơn vị trọng lượng của chất lỏng

•Nó được xác định bằng hiệu số giữa năng lượng tại miệng đẩy của bơm và miệng hút của bơm

2

12/09/16 10

c) Công suất và hiệu suất

•Công suất thủy lực (Hydraulic power_ ): Công suất cần thiết để tạo ra năng suất

Q và chiều cao cột áp

•Công suất cung cấp (brake power_ ): để bù cho các tổn thất năng lượng nên

công suất động cơ phải lớn hơn công suất thủy lực

2 /60

oTrong đó: T_moment xoắn của trục (N.m), _tốc độ vòng quay của bơm

(vòng/phút)

• Hiệu suất của bơm (Pump efficiency): là tỷ số giữa năng lượng hữu ích và năng

lượng cung cấp:

100%

d) Đặc tuyến thực hiện của bơm (pump performance characteristics)

•Đặc tuyến thực hiện của bơm (đặc tuyến của bơm) là thuật ngữ được sử dụng bởi các kỹ sư nhằm biểu đạt mối quan hệ của cột áp tổng của bơm ( ), công suất cung cấp ( ) và hiệu suất tổng của bơm ( ) theo lưu lượng của bơm ( )

•Chúng thường được thể hiện ở dạng đồ thị là các đường cong , , khi bơm hoạt động ở một tốc độ không đổi

Trang 4

d) Đặc tuyến thực hiện của bơm (pump

performance characteristics)

•Đặc tuyến của bơm ly tâm được mô tả

như hình bên (BP trong hình chính là

viết tắt của brake power, tương ứng là

P m)

12/09/16 13

•Dựa vào biên dạng của các đường cong ta thấy rằng:

oKhi tăng lưu lượng lên thì đường cột áp giảm liên tục, có một số trường hợp khi tăng lưu lượng từ zero thì cột áp tăng một ít, nhưng sau đó lại giảm Cột áp tại điểm có giá trị lưu lượng là zero được gọi shutoff head, xuất hiện khi van trên đường ống đẩy đóng hoàn toàn, lúc này hiệu suất cũng là zero Khi vận hành nên tránh trường hợp này, mặc dù một số loại bơm có thể hoạt động ở trạng thái trong một thời gian ngắn nhưng sẽ sinh ra quá nhiệt và một số tác hạt khác gây hư hỏng bơm

12/09/16 14

d) Đặc tuyến thực hiện của bơm (pump performance

characteristics)

oTrong khi đường công suất động cơ tăng từ zero khi

lưu lượng tăng và đến khi lưu lượng đạt cực đại thì

công suất lại giảm

oĐường hiệu suất là một hàm của lưu lượng, tăng khi

lưu lượng tăng từ zero, và đạt giá trị cực đại tại một

giá trị lưu lượng nào đó gọi là “normal or design

flowrate” Các điểm trên các đường cong khác tương

ứng với hiệu suất tối đa (đường đứt đoạn) được gọi

là điểm hiệu suất tối đa (best efficiency points_BEP)

oNó chỉ ra rằng khi lựa chọn bơm cho một trường hợp nào đó, người ta thường mong muốn bơm hoạt động ở gần BEP Do đó, các đường cong như hình bên có ý nghĩa rất quan trọng đối với người kỹ sư có thể đáp ứng với việc lựa chọn bơm đối với một hệ thống dòng chảy đặc thù

Trang 5

d) Đặc tuyến thực hiện của bơm (pump

performance characteristics)

•Đặc tuyến của bơm còn được biểu diễn ở

dạng các đường đẳng hiệu suất:

oĐẳng hiệu suất cho một bơm hoạt

động ở các tốc độ khác nhau (như hình

bên)

12/09/16 17

•Đặc tuyến của bơm còn được biểu diễn ở dạng các đường đẳng hiệu suất:

oĐẳng hiệu suất cho một bơm hoạt động ở cùng một tốc độ cho các đường kính cánh guồng khác nhau (như hình bên)

12/09/16 18

e) Hiện tượng xâm thực của bơm (cavitation)

•Khái niệm: Hiện tượng xâm thực là một hiện tượng thường xuyên xảy ra

trong bơm và các turbine thủy lực Nó xảy ra khi có sự hình thành các bọt

hơi của chất lỏng (bong bóng) đặng được bơm ở điều kiện nhiệt độ bình

thường khi áp suất tĩnh tiến đến áp suất bay hơi của chất lỏng

•Tác hại: hiện tượng xâm thực có xu hướng làm giảm diện tích hữu ích của

dòng lỏng trong dòng chảy Đối với bơm nó làm giảm lưu lượng, cột áp và

hiệu suất tổng Ngoài ra nó gây ra tiếng ồn, va đập thủy lực làm bào mòn và

hư hỏng cánh guồng, vỏ bơm và ống dẫn

e) Hiện tượng xâm thực của bơm (cavitation)

Trang 6

f) Net Positive Suction Head (NPSH)

•Để đinh rõ nguy cơ gây ra hiện tượng xâm thực, độ chênh lệch giữa cột áp

tổng trên ống hút, tại miệng hút của bơm (gần cánh guồng) và áp suất bay

hơi của chất lỏng được sử dụng Độ chênh áp này được gọi là cột áp hút

dương thực (Net Positive Suction Head_NPSH)

NPSH

2

oTrong đó: _áp suất tĩnh và _vận tốc tại miệng hút của bơm; _áp suất

bay hơi của chất lỏng được bơm tại điều kiện nhiệt độ đó

12/09/16 21

•Trên thực tế có 2 giá trị NPSH:

oNPSHR(required): là giá trị NPSH bé

nhất để tránh hiện tượng xâm thực Đây

là một trong những đặc điểm kỹ thuật quan trọng của bơm, và nó được cung cấp bởi nhà sản xuất bơm, cùng với các đường đặc tuyến của bơm (như hình bên)

12/09/16 22

• Trên thực tế có 2 giá trị NPSH:

o NPSHA(available): là giá trị NPSH được xác định

dựa vào điều kiện hoạt động thực tế của bơm,

gọi là NPSH sẵn có (available) Ví dụ một hệ

thống bơm được mô tả như hình bên (mặt

chuẩn tại miệng hút của bơm) thì:

NPSH

2 NPSH

Lưu ý: Các giá trị áp suất được tính theo áp

suất tuyệt đối

•Điều kiện để hiện tượng xâm thực không xảy

ra là:

NPSH NPSH

Ví dụ: Một hệ thống bơm được mô tả như hình bên để bơm gasoline ( 8,5 kN/m ,

60 kPa) Hãy xác định lưu lượng tối đa mà bơm

có thể hoạt động mà không xảy ra hiện tượng xâm thực Biết rằng ống dài 50 m, đường kính

150 mm, hệ số ma sát của ống 0,018, áp suất khí quyển 101 kPa, NPSH 0,75m, bỏ qua tổn thất cục bộ

Định dạng
Số trang	6
Dung lượng	521,68 KB