Tài liệu MÁY BƠM PISTON pptx

LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "Tài liệu MÁY BƠM PISTON pptx": http://123doc.vn/document/1053438-tai-lieu-may-bom-piston-pptx.htm

5
- Máy bơm tác dụng kép.
- Máy bơm tác dụng ba.
- Máy bơm tác dụng bốn…
1.3.6. Theo áp suất
- Máy bơm áp suất thấp (P < 10 at).
- Máy bơm áp suất trung bình (P = 10

20 at).
- Máy bơm áp suất cao (P > 20 at).
1.3.7. Theo lưu lượng
- Máy bơm lưu lượng thấp (Q < 15
3
/
m h
).
- Máy bơm lưu lượng trung bình (Q = 15

60
3
/
m h
).
- Máy bơm lưu lượng cao (Q > 60
3
/
m h
).
1.4. Lưu lượng của máy bơm piston
1.4.1. Lưu lượng lý thuyết trung bình
Thể tích làm việc của máy bơm tác dụng đơn là:
V = F.S (1.3)
Thể tích làm việc của máy bơm tác dụng kép là:
V = (2F - f).S (1.4)
F: diện tích bề mặt làm việc của mặt piston,
F: diện tích mặt cắt cần piston.
Gọi n là số vòng quay của trục bơm quay được trong một phút.
a. Lưu lượng lý thuyết trung bình của máy bơm tác dụng đơn là:

. .
60
F S n
Q 
(1.5)
b. Lưu lượng lý thuyết trung bình của máy bơm tác dụng kép là:

6

(2 ). .
60
F f S n
Q


(1.6)
c. Lưu lượng lý thuyết trung bình của máy bơm tác dụng ba là:

3. . .
60
F S n
Q 
(1.7)
d. Lưu lượng trung bình của máy bơm tác dụng bốn là:

2.(2 ). .
60
F f S n
Q


(1.8)
1.4.2. Lưu lượng trung bình thực
Lưu lượng trung bình thực của máy bơm piston bao giờ cũng nhỏ
hơn lưu lượng lý thuyết đã tính ở trên vì những lý do sau:
- Có không khí lọt vào bơm.
- Bộ phận lót kín của bơm và các van không thể đảm bảo tuyệt đối
kín khi bơm làm việc dẫn đến rò rỉ chất lỏng.
- Sự đóng - mở chậm của van hút và van đẩy trong quá trình hút và
đẩy kế tiếp nhau làm thất thoát chất lỏng.
Vì vậy, lưu lượng trung bình thực của máy bơm piston được xác
định theo công thức sau:

.
t
Q Q


(1.9)


là hiệu suất lưu lượng của máy bơm,


= 0,85

0,90 ứng với máy bơm nhỏ (D < 150 mm),


= 0,90

0,95 ứng với máy bơm vừa (D

150

300 mm),


= 0,95

0,98 ứng với máy bơm lớn (D > 300 mm),




7
1.5. Cột áp của bơm piston












Hình 1.2. Sơ đồ tính toán cột áp
Khả năng truyền năng lượng của bơm với dòng dung dịch được thể
hiện bằng sự chênh lệch năng lượng đơn vị của dòng dung dịch ở hai mặt
cắt trước sau của máy bơm.
Ta có năng lượng đơn vị tại mặt cắt (A - A):
.
2
v
A A A
A A
P V
l Z
g


  
(1.10)
Năng lượng đơn vị tại mặt cắt ( B - B) :
.
2
v
B B B
B B
P V
l Z
g


  
(1.11)
Trong đó
: Áp suất dòng chảy tại mặt cắt ( A - A ), (B - B);
Z
A
Z
B
P
B
, V
B
P
A
, V
A
B
B
A

A


8
V
A
; V
B
: Vận tốc dòng chảy tại mặt cắt ( A - A), (B - B);
α: Hệ số điều chỉnh động năng.
γ: Trọng lượng riêng của chất lỏng bơm.
=> Độ chênh lệch năng lượng hai mặt cắt ( A - A), (B - B ) là:

l = l
A
– l
B
= + + (Z
B
- Z
A
) (1.12)
- Nếu

l > 0: Thì chất lỏng được máy cung cấp cho năng lượng. Hay
là máy thực hiện quá trình bơm, máy thuỷ lực gọi là máy bơm.
- Nếu

l < 0: chất lỏng truyền năng lượng cho máy thuỷ lực, máy
gọi là động cơ thuỷ lực.
Gọi H = l
B
- l
A
là cột áp của máy thuỷ lực (máy bơm). Ta có định
nghĩa: Cột áp H của máy bơm là năng lượng đơn vị (tức năng lượng) trọng
lượng chất lỏng của chất lỏng trao đổi được với máy thuỷ lực.
H =
V V
B A
P P


+
¢
2g
B B A
V V
 

+ (Z
B
- Z
A
) (m ) (1.13)
Gọi thành phần thế năng đơn vị là cột áp tĩnh:
H
t
= + Z (m) (1.14)
Gọi thành phần động năng đơn vị là cột áp động:
H
đ
= (m) (1.15)
=> H = H
t
+ H
đ
(mét cột nước) (1.16)
1.6. Công suất (N)
Công suất của động cơ (N
đc
) chi phí cho quá trình bơm làm việc bao
gồm các thành phần sau:
- Chi phí công suất để nâng một lưu lượng Q lên độ cao H trong 1
đơn vị thời gian được gọi là công suất thủy lực hay công suất có ích (N
tl
);

9

. .
75
tl
Q H
N


(1.17)
Công suất thủy lực chính là cơ năng mà chất lỏng trao đổi với bơm
trong 1 đơn vị thời gian.
- Chi phí công suất để thắng các tổn hao thủy lực, tổn hao thể tích,
tổn hao cơ khí, được đánh giá bằng hệ số 
tl
, 
V
và 
c
.
+ Tổn hao thủy lực 
tl
: bao gồm chi phí để thắng các sức cản thủy
lực do ma sát với thành ống và các tổn hao cục bộ do thay đổi tốc độ dòng
chảy khi chất lỏng chuyển động từ bể chứa đến ống đẩy. Ngoài ra còn để
thắng lực quán tính của van.

t
tl
l
H
H

 (1.18)
H
t
, H
l
: Cột áp thực tế và cột áp lý thuyết.
+ Tổn hao thể tích 
V
: được xác định bằng hệ số hút đầy:

t
V
l
Q
Q

 (1.19)
Q
t
, Q
l
: Lưu lượng thực tế và lưu lượng lý thuyết.
Như vậy, công suất trên trục của piston là công suất làm việc hay
công suất chỉ báo (N
lv
):

.
tl
lv
tl V
N
N
 
 (1.20)
+ Tổn hao cơ khí (
c
): là các tổn hao từ động cơ đến trục của piston.
Như vậy, công suất của động cơ sẽ là:
N
đc
=
. .
. . 75. . .
tl
tl V c tl V c
N Q H

     
 (1.21)
1.7. Hiệu suất ()
Hiệu suất toàn phần của máy bơm được xác định theo công thức:
10

L
S
B
A
O
x
S
B2
B1
Pa

tl
dc
N
N

 
. .
tl V c
  
(1.22)
Thông thường,  = 0,67  0,85.
1.8. Phương trình chuyển động của máy bơm piston (phương trình vận
tốc)
Ta xét hình vẽ sau:










Hình 1.3. Quá trình chuyển động của piston.
L: chiều dài thanh truyền,
R: bán kính của tay quay,
S: hành trình của piston,
X: quãng đường chuyển động của piston từ vị trí điểm chết
trái.


: tốc độ góc của trục khuỷu,


: góc quay của tay quay từ điểm chết trái.
Từ hình vẽ (1.2) ta thấy:
11

- Một vòng quay của trục khuỷu thì piston di chuyển được quãng
đường là 2S.
Vận tốc trung bình của piston sẽ là:
C
tb
=
2 .
60
S n
=
2.2. .
60
r n
=
.
15
r n
(1.23)
Giả thiết chiều dài thanh truyền lớn hơn tay quay nhiều lần, lúc này
khi tay quay quay được 1 góc

thì piston di chuyển được một đoạn là x.
Ta có:
X = AB = C
tb
.t = AO – BO (1.24)
AO = r, BO = r.cos


Suy ra: x = r – r.cos

= r.(1 - cos

) (1.25)
* Phương trình vận tốc tức thời của piston là:
C =
( )
.sin .sin
dx d d t
r r
dt dt dt
 
 
 
=>
. .sin
c r
 

(1.26)
* Gia tốc tức thời của piston là:

2
sin
. . .cos . .cos
dc d d
j r r r
dt dt dt
 
    
   
(1.27)
1.9. Lưu lượng tức thời của máy bơm piston
Ta có công thức xác định lưu lượng của máy bơm piston là:

.
Q F c

(1.28)
Do F là tiết diện của ống hút (với quá trình hút) hoặc ống đẩy (với
quá trình đẩy) là đại lượng không đổi và c là vận tốc tức thời của máy bơm
tại một thời điểm bất kỳ, nên lưu lượng của máy bơm piston theo công thức
(1.21) là lưu lượng tức thời.
Thay giá trị c từ công thức (1.19) vào (1.21) ta có được:
12

a1
O
O
O
Qtb
Qmax
360180900
a2

. . . .sin
Q F c F r
 
 
(1.29)
Từ công thức (1.22) ta nhận thấy lưu lượng tức thời của máy bơm
piston là một hàm số phụ thuộc vào đại lượng sin

. Do đó đồ thị lưu lượng
của máy bơm sẽ có dạng đồ thị của hàm sin.
Gọi m là hệ số lưu lượng của máy bơm piston, m được xác định theo
công thức:

max
tb
Q
m
Q

(1.30)
1.9.1. Lưu lượng của máy bơm tác dụng đơn














Hình 1.4. Đồ thị lưu lượng máy bơm tác dụng đơn
13

Qtb
Qtb2
Qtb1
O
O
Qmax
3601800
Trong bước đẩy, nửa đầu của bước kép lưu lượng chất lỏng thay đổi
theo hình sin oa
1
a
2
. Ở bước hút không có chất lỏng bị đẩy ra và được biểu
diễn bằng đoạn thẳng a
2
a
3
.

max max
. . .
.
30
F r n
Q F c

 

. . .2 . . .
.
60 60 30
tb tb
F s n F r n F r n
Q F c   


max
1
tb
Q
m
Q

  

1.9.2. Máy bơm tác dụng kép















Hình 1.5. Đồ thị lưu lượng máy bơm tác dụng kép
14

O
360300
O
180
O
60
O
O
O
Qtb
2401200
Qmax
Trong máy bơm tác dụng kép gồm 2 xi lanh tác dụng đơn, các chốt
khuỷu được đặt lệch nhau 1 góc 180
o
. Như vậy, nếu một piston thực hiện
bước đẩy thì piston kia thực hiện bước hút. Điều này cũng hoàn toàn đúng
với bơm 1 xi lanh tác dụng kép.


max max
. . .
.
30
F r n
Q F c

 


2. . . 2. .2 . . .
.
60 60 15
tb tb
F s n F r n F r n
Q F c   


max
2
tb
Q
m
Q

  

1.9.3. Đồ thị lưu lượng của máy bơm tác dụng ba
Trong máy bơm tác dụng ba, ba xi lanh tác dụng đơn làm việc hoàn
toàn như nhau, nhưng tay quay của chúng được đặt lệch nhau 1 góc là
120
o
.









Hình 1.6. Đồ thị lưu lượng của máy bơm tác dụng ba.